حقائق سريعة:

• التلألؤ الحيوي هو عملية تخزين الطاقة الناجمة عن الإنتاج الطبيعي للضوء البارد الذي تستخدمه العديد من الكائنات الحية عند التواصل أو التقاط الفريسة أو التزاوج.
• لطالما أدهشت هذه الظاهرة العلماء والجمهور العام، ولكن لا تزال العديد من التفاصيل حول التفاعلات الكيميائية المستخدمة لإنتاج الضوء غير واضحة. على سبيل المثال، لا يزال هناك غموض حول سبب اختلاف ألوان الضوء الصادر عن الخنافس، على الرغم من استخدامها لإنزيمات متشابهة جدًا في تكوين المادة المضيئة.
• قد يؤدي فهم التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن التلألؤ الحيوي، إلى تطوير أدوات تحليل حيوي جديدة، مثل تلك الخاصة بالكشف المبكر عن السرطان وتشخيص الأمراض الأخرى.

أجرى فريق من الباحثين من مختبر المواد الذكية في جامعة نيويورك أبوظبي تحت إشراف أستاذ الكيمياء بانشي ناوموف، مراجعة شاملة للمؤلفات العلمية المتعلقة بظاهرة الإنتاج الطبيعي للضوء، والتي يُطلق عليها إسم "التلألؤ الحيوي". وتوصلوا إلى استنتاجات من شأنها أن تدفع الآخرين في هذا المجال إلى توجيه أبحاثهم نحو كشف الألغاز الكامنة وراء هذه الظاهرة الطبيعية المدهشة.

وفي الدراسة الجديدة وعنوانها "العلاقة المحيرة بين هيكل الخنافس المضيئة واللون المنبعث منها"، والتي ظهرت على غلاف مجلة "نيتشر ريفيو كيميستري" (Nature Reviews Chemistry)، قدم ناوموف وزملاؤه نظرة عامة نقدية وشاملة حول طبيعة التلألؤ الحيوي عند الخنافس، بما في ذلك اليراع.

وقد قام باحثو جامعة نيويورك أبوظبي، بمشاركة زملاء ما بعد الدكتوراه في مجموعة ناوموف، سيزار كاراسكو لوبيز وستيفان شرام، والطالب الجامعي ناثان إم لوي، بتحديد العوامل الهيكلية التي تحكم لون الضوء المنبعث من الإنزيمات التأكسدية البرية والمتحورة، "لوسيفيراز"، وهي المستخدمة في التلألؤ الحيوي. وأكدوا أيضاً أنه من الممكن تجميع مكتبة من عينات الإنزيمات الضيائية الحيوية في المستقبل، والتي ستسهم في تمكين الباحثين من التحكم في لون وشدة انبعاث الضوء حسب الرغبة عن طريق هندسة اللوسيفيراز.

"تزودنا الطبيعة بأدوات قد تُمَكنا من تصنيع إنزيمات لوسيفيراز تصدر ألوانًا ضمن طائفة كبيرة من الطاقات. الأمر الذي من شأنه أن يساهم في توسيع نطاق توظيف هذه الإنزيمات في بعض التجارب المثيرة في علم الأحياء والطب، بما في ذلك التشخيص المبكر والوقاية من الأمراض".