استطاع علماء من جامعة شيفيلد البريطانية أن يكتشفوا الطريقة التي يمكن من خلالها استخدام البكتيريا كوقود حيوي في المستقبل القريب. وبيّن العلماء من خلال دراسة نشرت في مجلة "بيوانفورماتيكس"، أن هذا الاكتشاف سيساهم في حماية البيئة، وفي إيجاد مصادر بديلة للطاقة في المستقبل.

مثل كل المخلوقات الحية، تبقي البكتيريا على حياتها من خلال نظام "ميتابوليزم" الذي تتم من خلاله تفاعلات كيميائية ضخمة تحول المواد الغذائية إلى طاقة وفضلات داخل أجسام الكائنات الحية.

تمكّن باحثون من الجامعة عبر نماذج أجريت على أجهزة الكمبيوتر، من تتبع نظام الميتابوليزم في جسم نوع من البكتيريا يدعى NOSTOC، يقوم بتعديل النيتروجين وإطلاق الهيدروجين، ما يعني إمكانية استخدام هذا النوع من البكتريا كوقود.

يبين العلماء أن تعديل النيتروجين عملية مكثفة ومعقدة، فلم يكن واضحاً تماماً كيفية إنتاج البكتيريا الطاقةَ اللازمة لها من التحرك. اليوم، وبفضل التكنولوجيا المتقدمة، تمكن العلماء من تتبع عملية الهضم لدى البكتيريا.

حتى الآن، كان العلماء يجدون صعوبة في تحديد مسار نظام الميتابوليزم لدى البكتيريا، ويعدّ هذا النظام في البكتيريا شبكة معقدة من التفاعلات الكيميائية لا يمكن لأكثر التقنيات تطوراً، سوى قياس وتتبع حركة صغيرة في إطار هذا النظام.

يقول جويدو سانغيونتي، من قسم الكمبيوتر في الجامعة، "استطاعت الدراسة أن تكشف العلاقة التي لم تكن معروفة سابقاً بين ميكانيزم الطاقة لدى بكتيريا نوستوك، ولب الميتابوليزم النيتروجيني. وأي دراسة مستقبلية حول مسيرة النظام ستقود إلى فهم وتحسين عملية إنتاج الهيدروجين في البكتيريا، وقد يستغرق الأمر وقتاً قبل أن نتمكن من جعل هذه البكتيريا تنتج الطاقة اللازمة لتشغيل السيارة. إنها خطوة تساهم في توجيه الناس نحو الوقود الحيوي".

ويضيف: "الخطوة التالية هي القيام بدراسات عميقة حول إنتاج الهيدروجين، وإنشاء نماذج حسابية قادرة على تتبع مختلف المعلومات البيولوجية".

يذكر أن الدراسة التي قامت بها جامعة "شيفيلد" جرت بالتعاون بين علماء حاسوب ومهندسين كيمائيين، أسسوا معاً منهجاً جديداً يدعى "بيولوجيا بنائية". أحد أهم أهداف هذا المنهج هو فهم الطريقة التي تعمل بها عمليات الأيض عند البكتيريا، وتحديد العمليات المهمة فيها، ومن ثم القيام بعملية هندسة جينية لزيادة فعالية تلك العمليات المهمة.

تم نشر هذه الدراسة التي مُولت من مجلس بحوث العلوم الفيزيائية والهندسية في مجلة "بايوإنفورماتيك".