تمكن فريق بحثي مشترك من قسم الهندسة الحيوية وعلوم الحاسوب في معهد ماساتشوستس الأمريكي للتقنية، وكلية إمبريال كوليدج البريطانية للبحوث، من تطوير مادة ثورية من شاي الكمبوتشا، يمكن استخدامها في مجالات واسعة، لاستشعار الملوثات المسببة للأمراض وتحليلها، كما ويمكنها التوهج في الظلام.
وبحسب موقع Phys.org للأخبار العلمية، صمم الباحثون المادة على طريقة بيئة ميكروبية شائعة الاستخدام لـلاستزراع التعايشي للبكتيريا والخميرة المفيدة، لتخمير شاي كومبوتشا، وحمايته من الملوثات الخارجية، والتي تسمى ”سكوبي كومبوتشا“ أو ”أم كومبوتشا“.
ووفقا لمجلة Nature Materials العلمية، بدأ الباحثون دراستهم في البحث عن طريقة جديدة لاستخدام الميكروبات في توليد مواد مفيدة بكميات أكبر، من الطرق الحالية في استخدام الميكروبات“.
وتوصلوا إلى إنشاء بيئة ميكروبية متشابهة ”لأم كومبوتشا“، حيث أطلقوا عليها اسم ”سين أم كومبوتشا“ Syn-SCOBY.
وتمكن الباحثون باستخدام طريقة سين أم كومبوتشا، من تطوير بضع مواد مهمة، حيث أنتجوا مركب السيليولاز والذي تولده البكتيريا، ويمكنه أداء مجموعة متنوعة من الوظائف، مثل استشعار الملوثات البيئية.
كما صنعوا مواد حية فعالة وصلبة، يمكن استخدامها لتطهير المياه، أو لصنع مواد تغليف ”ذكية“ تصلح الضرر في التغليف.
واستخدم الباحثون في ابتكارهم سلالة من الخميرة المختبرية تسمى السكيراء الجعوية Saccharomyces cerevisiae.
وكشف الفريق البحثي أن الخميرة المختبرية، يمكن برمجتها لفعل وظائف متنوعة مثل: إنتاج أنزيمات تتوهج في الظلام، أو استشعار الملوثات في البيئة وتحليلها.
ودمج الباحثون الخميرة المختبرية مع نوع من بكتيريا تم عزلها من شاي كومبوتشا وتسمى Komagataeibacter rhaeticus، لإنتاج كميات كبيرة من السليلوز الصلب، ليعمل بمثابة سقالة.
وأوضح الفريق البحثي، أن استزراع الخمائر يستغرق بضعة أيام فقط لتشكلها، وإذا تركت لفترة طويلة، يمكن أن تتكاثف لتشكل مساحة بحجم حوض الاستحمام.
ولإثبات إمكانات الاستزراع الميكروبي في ”سين أم كومبوتشا“، ابتكر الباحثون خمائر تستشعر مادة استراديول، والتي توجد في بعض الأحيان كملوث بيئي.
في نسخة أخرى، استخدموا سلالة خمائر تنتج بروتينا متوهجا يسمى ”لوسيفيراز“، عند تعرضه للضوء الأزرق. ويمكن استبدال هذه الخمائر بسلالات أخرى، تكتشف الملوثات الأخرى، والمعادن أو مسببات الأمراض. ويمكن استزراعها وسط مزارع الخمائر العادية، كما يمكن أن تنمو في بيئة الشاي مع السكر.
وبين الباحثون أن ابتكارهم غير مكلف ويمكن استخدامه بسهولة في المنزل، لاستزراع مطهرات مياه أو مواد أخرى مفيدة، بكميات أكثر ألف مرة من الطرق السابقة لاستخدام الميكروبات في توليد مواد مفيدة.
من جانبه قال تيموثي لو، الباحث المشارك في الدراسة: ”يمكن للجميع القيام بذلك من مطبخهم، أو من المرافق المحلية، وذلك بدلا من التصنيع المركزي كثيف الموارد، وليس عليهم سوى تعلم إضافة الشاي والسكر على طريقة “ سين أم كومبوتشا“.
