باحثو جامعة واشنطن يتعقبون ظاهرة “عفوية الاستقطاب” على المستوى الجزيئي في الأنسجة البيولوجية لأول مرة: خاصية كهربية ملائمة تظهر في أحد أنواع البروتينات التي توجد في الأعضاء التي تتمدد وتنكمش بشكل متكرر
عفوية الاستقطاب (ferroelectricity) هو استجابة للمجال الكهربي حيث يتحول الجزئ من شحنة موجبة إلي شحنة سالبة. عملية التحوّل هذه في المواد الصناعية تُسخَّر كطريقة لتزويد الطاقة لرقاقات الذاكرة بالحواسيب، شاشات العرض، والمستشعرات. هذه الخاصية تم اكتشافها مؤخرا فقط في الأنسجة الحيوانية، ويعتقد الباحثون أنها قد تساعد على بناء ودعم أنسجة ضامة سليمة في الثدييات.
القياسات التي تمّ أخذها على المستوي الجزيئي للمرة الأولى أكدت خاصية رئيسية للخلايا قد تساعدنا في تحسين معرفتنا حول وظائف القلب والرئتين. أظهر باحثون من جامعة واشنطن أن خاصية كهربية ملائمة تظهر في أحد أنواع البروتينات التي تنوجد في أعضاء الجسم التي تتمدد وتنكمش بشكل متكرر، مثل الرئتين والقلب والشرايين. هذا الاكتشاف هو الأول من نوعة الذي يلاحظ هذه الظاهرة، التي تُدعي (عفوية الاستقطاب أو ferroelectricity)، وتظهر على المستوى الجزيئي في الأنسجة الحيوية.
أراد الباحثون إنشاء أكثر من وسيلة واقعية ودقيقة للتأكد من هذه الخاصية في الأنسجة البيولوجية، فاستخدموا أكثر من عينة من مادة الإيلستين أخذت من الشريان الأورطي لخنزير وتعريضها لمجال كهربي عند درجة حرارة عالية. ومن ثم تمّ قياس الفرق في التيار الكهربي ووُجد أنّ التيار الكهربي قد حول إتجاهه، دليلاً على وجود خاصية التحول الكهربي. ثم كرروا هذا في درجة حرارة الغرفةباستخدام الليزر كمصدر الحرارة، وكذلك حول التيار الكهربائي إتجاهه. أخيرًا، قاموا باختبار هذا السلوك على أصغر وحدة ممكنة من الإيلستين، ومرة أخرى لاحظوا هذه الظاهرة.
الخطوة القادمة هي فهم الأهمية البيولوجية والفسيولوجية لهذه الخاصية. إحدى الفرضيات هي أن عفوية الاستقطاب تساعد الإيلستين على البقاء مرنًا ووظيفيًا في الجسم، غيابها قد يؤثر مباشرةً على تصلب الشرايين. الفريق أيضا يبحث في ما إذا كان هذا العقار يلعب دورا في الوظائف البيولوجية الطبيعية، مثل تنظيم نمو الأنسجة.
