بحث ثوري: البكتيريا الزرقاء كحل للمستقبل الأخضر!

بحث ثوري: البكتيريا الزرقاء كحل للمستقبل الأخضر!

في 9 مارس 2025، سيستضيف قسم الأحياء والكيمياء والصيدلة في جامعة برلين الحرة محادثات داهليم العلمية. هذه السلسلة التي تدور أحداثها كل شهرين في أول أربعاء الساعة 6 مساءً. في مبنى أبحاث SupraFAB في برلين، يهدف إلى تقديم نظرة ثاقبة لموضوعات البحث الحالية والمشاريع العلمية الأوسع في الجامعة. أما المحاضرة القادمة فسيلقيها الأستاذ الدكتور تيمو نيدرماير، الذي يرأس مجموعة عمل “البيولوجيا الصيدلانية” في معهد الصيدلة. محاضرته بعنوان "السموم والأدوية البيئية: البكتيريا الزرقاء في الطبيعة وفي المختبر" وتسلط الضوء على الأبحاث المتعلقة بالبكتيريا الزرقاء وتطبيقاتها الطبية المحتملة.

المشاركة في هذه المحاضرات مجانية. التسجيل المسبق غير مطلوب. تعد مناقشات Dahlem Science جزءًا مهمًا من جهود Freie Universität للسماح للجمهور بالمشاركة في أحدث نتائج الأبحاث.

دور البكتيريا الزرقاء في التكنولوجيا الحيوية

تلعب البكتيريا الزرقاء، المعروفة أيضًا باسم الطحالب الخضراء المزرقة، دورًا رئيسيًا في التركيز البحثي الحالي، والذي يقع في واجهة الأبحاث الأساسية والتطبيقية في علم الوراثة وعلم الأحياء الدقيقة. هذه بدائيات النوى فريدة من نوعها لأنها الكائنات الحية الوحيدة القادرة على التمثيل الضوئي الأكسجين. تسمح لهم هذه القدرة الخاصة بتحويل الطاقة الضوئية وثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات وكتلة حيوية. ويتزايد الاعتراف بإمكانياتهم، لا سيما في مجال التكنولوجيا الحيوية الخضراء. وفقا لذلك UFZ الهدف من البحث هو الحصول على فهم أساسي للعمليات التي تتحكم في عملية التمثيل الضوئي والتمثيل الغذائي في البكتيريا الزرقاء.

أحد الأهداف الرئيسية هو تطوير تقنيات تعتمد على الخصائص الفريدة لهذه الكائنات. على سبيل المثال، يمكن استخدام البكتيريا الزرقاء في المستقبل لإنتاج الهيدروجين المستدام، وهو منتج ثانوي قيم لأنشطة التمثيل الضوئي. ومع ذلك، تظل المشكلة الرئيسية هي محدودية توافر الأدوات الجزيئية للتلاعب الجيني لهذه الكائنات.

التحديات والتقدم في مجال البحوث

دراسة حالية نشرت في مجلة ACS التحفيزية من قبل الباحثين في جامعة الرور بوخوم وجامعة غراتس للتكنولوجيا، يسلط الضوء على التحديات والتقدم في الاستخدام الحفاز للبكتيريا الزرقاء. وتظهر الدراسة أن هذه الكائنات يمكنها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية بكفاءة، مما يجعلها هدفًا جذابًا لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية. ومع ذلك، فإن عوامل مثل توافر الضوء وكثافة الخلايا تحد من التنفيذ التكنولوجي على نطاق واسع.

لقد طور العلماء أساليب مبتكرة لتحسين إنتاجية البكتيريا الزرقاء، بما في ذلك تقنيات الهندسة الأيضية. يتضمن ذلك إعادة توجيه تدفق الإلكترونات الناتجة عن عملية التمثيل الضوئي وإيقاف جينات معينة لتوعية الخلايا لاستخدام الطاقة بشكل أكثر فعالية. ويعمل الباحثون أيضًا على تطوير عمليات جديدة لزراعة الطحالب، مثل استخدام مصابيح LED الصغيرة والأشكال الهندسية الخاصة لزيادة الكفاءة.

تعتبر البحوث متعددة التخصصات حاسمة لدمج جميع التدابير اللازمة للتطبيق الصناعي للمحفزات الحيوية القائمة على الطحالب. وقد ساهم التمويل المؤسسي، مثل الصندوق النمساوي لتعزيز البحث العلمي، والمؤسسة البيئية الفيدرالية الألمانية، ومركز نوردفورسك للتميز في بلدان الشمال الأوروبي، في دعم التقدم المحرز في هذه المشاريع بشكل كبير.