planetnewsday.com
د. سالم موسى القحطاني
الدوبامين هو جزيء إشارة مهم للخلايا العصبية. لا يمكن تحديد تركيزه بدقة من خلال الدقة المكانية أو الزمنية العالية حتى الآن. هناك طريقة جديدة جعلت هذا ممكنًا الآن: استخدم فريق بحثي من Bochum و Göttingen و Duisburg أنابيب نانوية كربونية معدلة تتوهج أكثر في وجود مادة الدوبامين المرسلة.
تصور هذه المستشعرات إطلاق الدوبامين من الخلايا العصبية بدقة غير مسبوقة. الباحثون برئاسة البروفيسور سيباستيان كروس من قسم الكيمياء الفيزيائية في Ruhr-Universität Bochum (RUB) والدكتور جيمس دانيال وكذلك البروفيسور نيلز بروس من معهد ماكس بلانك للعلوم متعددة التخصصات في غوتنغن تقرير عن هذا في مجلة PNAS من 25 مايو 2022.
يتغير الإسفار في وجود الدوبامين
يتحكم الناقل العصبي الدوبامين في مركز المكافأة في الدماغ ، من بين أمور أخرى. إذا لم يعد إرسال الإشارات يعمل ، فقد يؤدي ذلك إلى اضطرابات مثل مرض باركنسون. علاوة على ذلك ، يتم تغيير الإشارات الكيميائية بواسطة عقاقير مثل الكوكايين وتلعب دورًا في اضطرابات تعاطي المخدرات. يوضح سيباستيان كروس ، رئيس مجموعة الواجهات الوظيفية والأنظمة الحيوية في RUB وعضو في Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence ( RESOLV) ومدرسة الدراسات العليا الدولية لعلم الأعصاب (IGSN).
هذا هو المكان الذي تلعب فيه المستشعرات الجديدة. وهي تعتمد على أنابيب كربونية بالغة الرقة، أرق بحوالي 10000 مرة من شعرة الإنسان. عند تعريضها للإشعاع بالضوء المرئي، تتوهج في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بأطوال موجية تبلغ 1000 نانومتر وأكثر. يقول كروس: "هذا النطاق من الضوء غير مرئي للعين البشرية، لكنه يمكن أن يخترق الأنسجة بشكل أعمق، وبالتالي يوفر صورًا أفضل وأكثر حدة من الضوء المرئي". بالإضافة إلى ذلك، هناك عدد أقل بكثير من إشارات الخلفية في هذا النطاق التي يمكن أن تشوه النتيجة.
يوضح سيباستيان كروس: "لقد عدلنا هذه الخاصية بشكل منهجي عن طريق ربط العديد من متواليات الحمض النووي القصيرة بالأنابيب النانوية الكربونية بطريقة تغير تألقها عندما تتلامس مع جزيئات محددة". هذه هي الطريقة التي نجحت بها مجموعتنا البحثية في تحويل الأنابيب النانوية الكربونية إلى مستشعرات نانوية دقيقة ترتبط على وجه التحديد بالدوبامين وتتألق بشكل أو بآخر اعتمادًا على تركيز الدوبامين. يقول كروس: "أدركنا على الفور أن مثل هذه المستشعرات ستكون مثيرة للاهتمام لبيولوجيا الأعصاب".
طلاء الخلايا العصبية بطبقة حساسة
من أجل القيام بذلك، يجب نقل المستشعرات إلى محيط الشبكات العصبية العاملة. طورت الدكتورة صوفيا إليزاروفا وجيمس دانيال من معهد ماكس بلانك للعلوم متعددة التخصصات في غوتنغن شروط زراعة الخلايا لهذا الغرض، حيث تظل الخلايا العصبية سليمة ويمكن تغطيتها بطبقة رقيقة للغاية من المستشعرات. سمح ذلك للباحثين بتصور أحداث إفراز الدوبامين الفردي على طول الهياكل العصبية لأول مرة واكتساب نظرة ثاقبة لآليات إطلاق الدوبامين.
كروس وإليزاروفا ودانيال واثقون من أن المستشعرات الجديدة لديها إمكانات هائلة: "إنها توفر رؤى جديدة في مرونة وتنظيم إشارات الدوبامين"، كما تقول صوفيا إيزاروفا. "على المدى الطويل، يمكنهم أيضًا تسهيل التقدم في علاج الأمراض مثل مرض باركنسون". بالإضافة إلى ذلك، يتم حاليًا تطوير المزيد من أجهزة الاستشعار التي يمكن من خلالها جعل جزيئات الإشارة الأخرى مرئية على سبيل المثال لتحديد مسببات الأمراض.
Kraft Heinz A Top Socially Responsible Dividend Stock With 4.3% Yield (planetnewsday.com)
