طور باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا آلية جديدة تهدف إلى إنتاج صور ثلاثية الأبعاد لمجموعات معقدة من البكتيريا، مما يمثل تقدمًا هامًا في مجال التصوير الميكروبي. تعتمد هذه التقنية على دمج أسلوبين تصويريين: المجهر الفلوري والتصوير الطوري الكمّي.

يمكن للمجهر الفلوري تصوير الخصائص الرئيسية للمواد العضوية والميكروبات من خلال جعلها تنبعث منها ضوءًا فسفوريًا، بينما توفر تقنية التصوير الطوري الكمّي قياسات دقيقة للتغيرات الطفيفة في الطور البصري للضوء أثناء مروره عبر عينات شفافة.

بفضل دمج هذين الأسلوبين، تمكن الباحثون من تطوير أداة متقدمة تعزز من فهم التركيبة المعقدة والديناميكيات التي تتفاعل بها الميكروبات.

عادةً، عند رغبة العلماء في دراسة مجموعة من البكتيريا، يحتاجون إلى تعديلها وراثيًا لتجعلها تتوهج تحت ظروف مختبرية معينة، مما يجعل توهجها المرئي متاحًا عبر المجهر. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لا تنجح مع جميع الأنواع الميكروبية.

البكتيريا القابعة أسفل النبات

تسلط الدراسة التي نشرها الفريق في دورية “بي إن آي إس” الضوء على ما يُعرف بالغلاف الجذوري “الريزوسفير”، وهي منطقة حيوية من التربة تتواجد حول جذور النباتات وتحتوي على كائنات دقيقة حيوية، تلعب دورًا حاسمًا في صحة النباتات عن طريق تسهيل امتصاص العناصر الغذائية الأساسية مثل الفوسفور، الذي يكون مرتبطًا غالبًا بوجود بكتيريا مفيدة.

تشكل هذه المنطقة تحديًا كبيرًا للباحثين لأن موقعها تحت سطح الأرض وحساسية الظروف المحيطة بها يجعل من الصعب تصويرها أو دراسة تفاعلاتها.

تتحدث الورقة البحثية عن تطوير تقنية التصوير الجديدة التي تتيح تصوير مجموعات ميكروبية متعددة بسرعة وبدون إلحاق أي ضرر بها، وذلك بطريقة ثلاثية الأبعاد.

وقال تشانج هوي يانغ، المؤلف المشارك، في بيان صحفي: “يمثل هذا المشروع بداية عهد جديد في الجامعة لتطوير تقنيات متقدمة لدراسة التربة والنظم البيئية المعقدة”. وأشار إلى أن الدمج بين العلوم الحياتية وتقنيات التصوير الحديثة يظهر كيف أن التعاون القائم على الفضول يمكن أن يؤدي إلى اكتشافات علمية مهمة.

وفقًا للبيان، فإن هذه التقنية لا تزال في مرحلة “إثبات المفهوم”، ويأمل الباحثون في استخدامها لتغيير الفهم البشري للعوالم الميكروبية المخفية التي توجد في كل مكان، وخاصة في القطاع الزراعي، حيث يمكن تحسين التربة وتطوير آليات زراعة مستدامة.