KAUST Discovery - Issue 4 - Arabic

‫اكتشافات كاوست‬ ‫عدد خاص ‪2017‬‬

‫من اإللهام إلى االبتكار‬

‫المواد البالستيكية تجتاح‬ ‫القطب الشمالي‬ ‫المخلفات البالستيكية تصل‬ ‫إلى كل ركن من أركان األرض‬ ‫ص‪10 .‬‬

‫أكثر من‬ ‫مجرد لعبة‬

‫البطاقات الرسومية قد‬ ‫تحل المسائل الحسابية‬ ‫المعقدة ص‪42 .‬‬

‫حلقات القهوة‬ ‫وأشباه الموصالت‬

‫فرصة رصد تنتج أشباه‬ ‫موصالت أسرع ص‪54 .‬‬

‫فك‬ ‫رموز‬ ‫جينوم‬ ‫نبات‬ ‫الكينوا‬ ‫التسلسل عالي الجودة‬ ‫للحمض النووي الخاص‬ ‫بهذه الحبوب فائقة األهمية‪،‬‬ ‫قد يساعد في إطعام‬ ‫مستقبل جائع ص‪17 .‬‬

‫«اكتشافات‬ ‫كاوست»‬

‫يرسنــا أن نقــدم لكــم مجلــة‬ ‫«إكتشــافات كاوســت» وهــي النســخة‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫العربيــة مــن مجلــة «ديســكفري» الـ ي‬ ‫تصــدر عــن جامعــة الملــك عبــدهللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة ‪.‬‬ ‫نُ ش‬ ‫ــرت أول طبعــة مــن مجلــة‬ ‫ز‬ ‫نجل� يــة‬ ‫«ديســكفري» باللغــة إ‬ ‫ال ي‬ ‫تحــت مســمى «‪»KAUST Discovery‬‬ ‫ف ي� عــام ‪ ،2015‬لتســتعرض ف ي� كل‬ ‫عــدد مجموعــة مختــارة مــن أهــم‬ ‫المشــاريع أ‬ ‫والبحــاث العلميــة الرائــدة‬ ‫واالكتشــافات المؤثــرة لجامعــة الملك‬ ‫عبــدهللا للعلــوم والتقنيــة‪ ،‬وباالخــص‬ ‫ت‬ ‫أكــر التحديــات‬ ‫الــى تعالــج ب‬ ‫تلــك ي‬ ‫ف‬ ‫ث‬ ‫وأك�هــا إلحاحــاً ي� عالمنــا اليــوم‪.‬‬ ‫نقــدم هــذه الطبعــة الخاصــة‬ ‫لقرائنــا باللغــة العربيــة‪ ،‬وهــي‬ ‫نســخة تتوافــق مــع طبعــة أغســطس‬ ‫ال ي ز‬ ‫نجل� يــة‪ ،‬ونتطلــع‬ ‫‪ 2017‬باللغــة إ‬

‫نهدف إلى أن نُ طلِ عكم‬

‫ف� المســتقبل إىل أن ت ز‬ ‫ي�امــن صــدور‬ ‫ي‬ ‫النســخة العربيــة مــع النســخة‬ ‫يز‬ ‫النجل� يــة ف ي� نفــس ا لو قــت ‪،‬‬ ‫ا‬ ‫حيــث نهــدف إىل أن نطلعكــم �ف‬ ‫ي‬ ‫كل طبعــة عــى أحــدث االبتــكارات‬ ‫ت‬ ‫ـى تجــري ف ي� جامعــة‬ ‫واالكتشــافات الـ ي‬ ‫ف‬ ‫الملــك عبــدهللا ي� المجــاالت ذات‬ ‫أ‬ ‫الهميــة القصــوى للمملكــة العربيــة‬ ‫الســعودية والعالــم اجمــع‪ ،‬مثــل‬ ‫تحليــة الميــاه‪ ،‬والزراعــة الصحراويــة‪،‬‬ ‫وأبحــاث البحــر أ‬ ‫الحمــر‪ ،‬والطاقــة‬ ‫ض‬ ‫وغ�هــا‪.‬‬ ‫الخــراء‪ ،‬ي‬ ‫إننــا فخــورون جــداً بتقديــم هــذه‬ ‫الطبعــة العربيــة لقرائنــا أ‬ ‫العــزاء‪،‬‬ ‫ونتطلــع إىل نـ شـر المزيــد مــن المقاالت‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ـى تعد‬ ‫العلميــة المتمـ يـ�ة والمفيــدة والـ ي‬ ‫بمســتقبل ش‬ ‫مــرق بــإذن هللا‪.‬‬

‫العربية السعودية‬

‫كلمة العدد‬

‫والعالم اجمع‪.‬‬

‫في كل طبعة على‬ ‫أحدث االبتكارات‬ ‫واالكتشافات التي‬ ‫تجري في جامعة‬ ‫الملك عبدالله في‬ ‫المجاالت ذات األهمية‬ ‫القصوى للمملكة‬

‫"أﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺛﻠﺚ أﻋﻀﺎء ﻫﻴﺌﺔ اﻟﺘﺪرﻳﺲ ﻳﺴﺘﺨﺪﻣﻮن اﻟﺤﻮﺳﺒﺔ‬ ‫ﺑﺎﻋﺘﺒﺎرﻫﺎ اﻟﻮﺳﺎﺋﻞ اﻟﺮﺋﻴﺴﻴﺔ ﻟﺘﺤﺮﻳﻚ اﻻﻛﺘﺸﺎﻓﺎت اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ‪،‬‬ ‫ﻓﺎﺋﻘﺎ ﻓﻲ‬ ‫ً‬ ‫آﻟﻴﺎ‬ ‫ﻟﺬﻟﻚ ﻓﺈن وﺟﻮد ﺷﺎﻫﻴﻦ ‪ -‬أﺣﺪ أﺳﺮع ‪20‬‬ ‫ﺣﺎﺳﺒﺎ ًّ‬ ‫ً‬ ‫اﻟﻌﺎﻟﻢ‪ -‬ﻫﻮ أﻣﺮ ﻻ ﻏﻨﻰ ﻋﻨﻪ ﻟﻤﻬﻤﺘﻨﺎ"‪.‬‬

‫اﻟﺒﺮوﻓﻴﺴﻮر دﻳﻔﻴﺪ ﻛﻴﺰ‬ ‫ﻣﺪﻳﺮ ﻣﺮﻛﺰ أﺑﺤﺎث اﻟﺤﻮﺳﺒﺔ اﻟﻔﺎﺋﻘﺔ‬

‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل اﻟﺤﺎﺳﺐ اﻵﻟﻲ‬ ‫اﻟﻌﻤﻼق ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم‬ ‫واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪CORELABS.KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﺗﻮﻓﺮ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‬ ‫)ﻛﺎوﺳﺖ(‪ ،‬اﻟﻤﺮاﻓﻖ واﻟﺨﺒﺮات اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ‬ ‫ﻟﻠﻤﺴﺎﻋﺪة ﻓﻲ ﺗﻌﺰﻳﺰ ﻣﻜﺎﻧﺔ اﻟﻤﻤﻠﻜﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ‬ ‫ﺻﺎﻋﺪا ﻟﻠﺒﺤﺚ‬ ‫اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ ﺑﻮﺻﻔﻬﺎ ﻣﺮﻛﺰً ا‬ ‫ً‬ ‫واﻻﺑﺘﻜﺎر‪ .‬وﻣﻦ ﺧﻼل ﺗﺰوﻳﺪ اﻟﺒﺎﺣﺜﻴﻦ واﻟﺸﺮﻛﺎء‬ ‫ﺑﻤﻮارد ﺣﻮﺳﺒﺔ ﻋﺎﻟﻴﺔ اﻷداء‪ ،‬أﺻﺒﺤﺖ ﻛﺎوﺳﺖ‬ ‫ﻣﻘﺼﺪا ﻷوﻟﺌﻚ اﻟﻤﺘﺤﻤﺴﻴﻦ ﻹﺣﺪاث ﺗﺄﺛﻴﺮ‬ ‫ً‬ ‫ﻋﺎﻟﻤﻲ ﻓﻲ اﻟﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‪.‬‬

‫تداخــل التخصصات‬

‫‪14‬‬ ‫الجمع بين التخصصات‬

‫يساعد في حل لغز البروتين‬

‫عمل مجموعة صغيرة متخصصة في‬ ‫كشف ألغاز البروتينات ينطوي على آثار‬ ‫بالغة األهمية‪.‬‬

‫‪17‬‬ ‫مساع إلطعام العالم‬ ‫الكينوا‪:‬‬ ‫ٍ‬

‫السلسلة عالية الجودة لجينوم نبات‬ ‫الكينوا تطرح إمكانية جديدة لتحقيق‬ ‫األمن الغذائي العالمي‪.‬‬

‫‪36‬‬ ‫تبادل المعرفة التجريبية الخبيرة لتسريع‬ ‫ُ‬

‫التصميمات البيولوجية‬

‫مستودع لمعلومات األيض الغذائي يوفر‬ ‫أداةً مرجعية سريعة لتصميم نظم بيولوجية‬ ‫تخليقية مفيدة‪.‬‬

‫تقنيــات جديدة مؤثرة‬

‫‪45‬‬ ‫عملية مواءمة عمياء من أجل‬

‫شبكات السلكية أكثر كفاءة‬

‫يمكن للمزاوجة المستقلة بين مستخدمي‬ ‫الشبكات أن تزيد من قدرات الجيل القادم‬ ‫من الشبكات الالسلكية‪.‬‬

‫‪50‬‬ ‫كاميرات إلكترونية توفر نظرة أعمق‬ ‫داخل الهياكل المعدنية العضوية‬

‫كاميرات إلكترونية عالية الحساسية تمكِّن‬ ‫الباحثين من رؤية البنية الذرية للهياكل‬ ‫المعدنية العضوية‪.‬‬

‫‪52‬‬ ‫السباق نحو محركات‬ ‫أعلى كفاءة‬

‫تقنية جديدة تؤسس ألنواع‬ ‫ضررا للبيئة ولجيل‬ ‫وقود أقل‬ ‫ً‬ ‫جديد من المحركات‪.‬‬

‫حمايــة الشــعاب المرجانية‬

‫‪24‬‬ ‫السعي لتهيئة الشعاب‬ ‫المرجانية في أوقات التوتر‬

‫البحر األحمر قد يفيد في توجيه اإلجراءات‬ ‫المستقبلية الرامية لحماية النظم‬ ‫اإليكولوجية للشعاب المرجانية حول العالم‪.‬‬

‫‪30‬‬ ‫إمكانية ازدهار الشعاب‬ ‫المرجانية السعودية‬

‫اإلدارة البحرية الحريصة وقوانين الصيد‬ ‫األكثر صرامة قد تساعد على ازدهار‬ ‫الشعاب المرجانية السعودية‪.‬‬

‫‪32‬‬ ‫التسلسالت الجينية تكشف‬ ‫أسرار التكافل الحيوي‬

‫التسلسالت الجينية لطحالب‬ ‫دينوفالجيالت توضح كيفية حفاظها‬ ‫على عالقة تكافلية مع المرجان‪.‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪3‬‬

‫أضــواء على البحوث ‪ /‬أغســطس ‪2017‬‬

‫تحســين صحة اإلنسان‬

‫‪20‬‬

‫‪15‬‬

‫‪31‬‬

‫تتبع أنواع البكتيريا الفائقة لرصد‬ ‫ُّ‬

‫عالج المالريا‬

‫مقاومة للمضادات‬ ‫ساللة بكتيرية‬ ‫ِ‬ ‫الحيوية قد يكون لها آثار خطيرة على‬ ‫الصحة العامة‪.‬‬

‫العثور علــى طفيليات مقاومة‬ ‫ألحدث عقار مضــاد للمالريا‬ ‫في أفريقيا‪.‬‬

‫مقاومتها للمضادات الحيوية‬

‫كثيرا‬ ‫أصبــح أصعب‬ ‫ً‬

‫‪48‬‬

‫اكتشاف جديد بشأن آلية‬

‫خوارزمية تساعد في‬

‫باحثون يحددون البروتينات السطحية‬ ‫المسؤولة عن توجيه الخاليا المناعية‬ ‫إلى مواقع االلتهاب‪.‬‬

‫أداة جديدة تستخدم البيانات الجينية‬ ‫واإلكلينيكية لمعرفة السبب الرئيسي‬ ‫لألمراض الغامضة‪.‬‬

‫حدوث االلتهابات‬

‫تشخيص األلغاز الطبية‬

‫علــم المناخ‬

‫‪10‬‬

‫‪63‬‬

‫‪26‬‬

‫التلوث البالستيكي يصل‬

‫تتكيف‬ ‫سمكة المهرج‬ ‫َّ‬

‫إعادة بناء أنماط مناخ‬

‫الدوران السطحي لمياه األطلسي ينقل كميات‬ ‫كبيرة من المخلفات البالستيكية إلى مياه القطب‬ ‫الشمالي النائية‪.‬‬

‫تحديد المسارات المرشحة في سمكة المهرج‬ ‫ظهر أنها تستطيع التحكم في االستجابة‬ ‫ُي ِ‬ ‫للتغيرات التي تطرأ على أعدادها‪.‬‬

‫نموذج رقمي متقدم يساعد‬ ‫الباحثين في فهم ُّ‬ ‫تقلب األنماط‬ ‫المناخية في البحر األحمر‪.‬‬

‫إلى الحد األقصى‬

‫من أجل بقاء النوع‬

‫البحر األحمر‬

‫إجراء التجــارب بطرق جديدة‬

‫‪46‬‬ ‫المرونة تزيد‬ ‫كفاءة إنتاج الطاقة‬

‫المواد الكهروحرارية المرنة‬ ‫تضيف حيلة جديدة إلى تصميم‬ ‫أجهزة تخزين الطاقة‪.‬‬

‫‪2‬‬

‫ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪60‬‬

‫‪53‬‬ ‫قوة االنجذاب‬

‫معايير ذهبية للجزيئات النانوية‬

‫المواد الهجينة العضوية‪/‬‬ ‫غير العضوية يمكنها أن‬ ‫ذاتيا في صور‬ ‫تتجمع ًّ‬ ‫تشبه كعك الدونات‪.‬‬

‫فهم كيفية عمل األيونات العضوية‬ ‫الصغيرة على استقرار الجزيئات‬ ‫النانوية للذهب قد يتيح‬ ‫تحكما أفضل‪.‬‬ ‫ً‬

‫‪1 nm‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫قســم العلــوم والهندســة البيولوجيــة والبيئية‬

‫‪20‬‬ ‫‪22‬‬

‫‪10‬‬

‫التلوث البالستيكي يصل‬ ‫إلى الحد األقصى‬

‫الدوران السطحي لمياه األطلسي‬ ‫ينقل كميات كبيرة من المخلفات‬ ‫البالستيكية إلى مياه القطب‬ ‫الشمالي النائية‪.‬‬

‫‪12‬‬

‫نقطة التحول‬ ‫للزراعة البحرية‬

‫‪14‬‬

‫الجمع بين التخصصات‬ ‫يساعد في حل لغز البروتين‬

‫يبحث كارلوس دوارتي في‬ ‫إمكانية أن تساعدنا المحيطات‬ ‫في توفير األمن الغذائي‬ ‫وأمن المياه العذبة‪.‬‬

‫عمل مجموعة صغيرة متخصصة‬ ‫في كشف ألغاز البروتينات ينطوي‬ ‫على آثار بالغة األهمية‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫تتبع أنواع البكتيريا‬ ‫ُّ‬ ‫الفائقة لرصد مقاومتها‬ ‫للمضادات الحيوية‬

‫‪16‬‬ ‫‪17‬‬

‫مساع إلطعام العالم‬ ‫الكينوا‪:‬‬ ‫ٍ‬

‫نوعان من البروتينات‬ ‫ينتجهما جين واحد‬ ‫معا للتحكم‬ ‫يتفاعالن ً‬ ‫في الجينوم‪.‬‬

‫السلسلة عالية الجودة لجينوم‬ ‫نبات الكينوا تطرح إمكانية جديدة‬ ‫لتحقيق األمن الغذائي العالمي‪.‬‬

‫كثيرا‬ ‫أصعب‬ ‫ً‬

‫العثور على طفيليات‬ ‫مقاومة ألحدث عقار مضاد‬ ‫للمالريا في أفريقيا‪.‬‬

‫إنزيم «النجار» يقص‬ ‫الحمض النووي‬

‫حقق‬ ‫إنزيم يستخدم آلية تَ ُّ‬ ‫مزدوجة قبل قص مواطن‬ ‫التلف في الحمض‬ ‫النووي وإصالحها‪.‬‬

‫‪24‬‬

‫المرجانية في أوقات التوتر‬

‫‪26‬‬

‫سمكة المهرج تتكيف‬ ‫من أجل بقاء النوع‬

‫‪28‬‬

‫تعديل الناسخ الجيني‬ ‫للتعامل مع التوتر‬

‫‪30‬‬

‫إمكانية ازدهار الشعاب‬ ‫المرجانية السعودية‬

‫ساللة بكتيرية مقاومة للمضادات‬ ‫الحيوية قد يكون لها آثار خطيرة‬ ‫على الصحة العامة‪.‬‬

‫اكتشاف جين‬ ‫تنظيمي قصير‬

‫عالج المالريا أصبح‬

‫‪31‬‬ ‫‪32‬‬

‫السعي لتهيئة الشعاب‬

‫البحر األحمر قد يفيد في توجيه‬ ‫اإلجراءات المستقبلية الرامية‬ ‫لحماية النظم اإليكولوجية للشعاب‬ ‫المرجانية حول العالم‪.‬‬

‫تحديد المسارات المرشحة في سمكة‬ ‫المهرج يظهر أنها تستطيع التحكم في‬ ‫االستجابة للتغيرات التي تطرأ على أعدادها‪.‬‬

‫طحالب الدينوفالجيالت‬ ‫المتوترة تعيد صياغة‬ ‫جيناتها في أثناء عملية‬ ‫النسخ الجيني‪.‬‬

‫اإلدارة البحرية الحريصة‬ ‫وقوانين الصيد األكثر‬ ‫صرامة قد تساعد على‬ ‫ازدهار الشعاب المرجانية‬ ‫السعودية‪.‬‬

‫اكتشاف جديد بشأن‬ ‫آلية حدوث االلتهابات‬

‫باحثون يحددون البروتينات السطحية‬ ‫المسؤولة عن توجيه الخاليا المناعية‬ ‫إلى مواقع االلتهاب‪.‬‬

‫التسلسالت الجينية تكشف‬ ‫أسرار التكافل الحيوي‬

‫التسلسالت الجينية لطحالب‬ ‫دينوفالجيالت توضح كيفية حفاظها‬ ‫على عالقة تكافلية مع المرجان‪.‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪5‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫"إن اﻟﺪﻋﻢ واﻟﺘﻮﺟﻴﻪ اﻟﺬي أﺗﻠﻘﺎه ﻣﻦ ﻣﺸﺮﻓﻲ اﻷﻛﺎدﻳﻤﻲ ﻻ‬ ‫ﻳﻘﺪر ﺑﺜﻤﻦ‪ .‬ﻓﺎﻟﺒﺮوﻓﻴﺴﻮر ﺳﺘﻴﻨﺸﻴﻜﻮف ﺧﺒﻴﺮ راﺋﺪ ﻓﻲ ﻣﺠﺎﻟﻪ‪،‬‬ ‫ﺟﺰءا ﻣﻦ ﻓﺮﻳﻘﻪ"‪.‬‬ ‫وأﻧﺎ ﻣﻤﺘﻨﺔ ﻟﻜﻮﻧﻲ ً‬

‫إﻳﻔﻴﻨﻴﺎ ﺑﺮﻳﺪﺑﺎﻳﻠﻮ‬ ‫ﻃﺎﻟﺒﺔ اﻟﺪﻛﺘﻮراة‪ ،‬ﻓﻲ ﻗﺴﻢ‬ ‫ﻋﻠﻮم وﻫﻨﺪﺳﺔ اﻷرض‬

‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل ﻛﻴﻔﻴﺔ اﻻﻟﺘﺤﺎق ﻛﻄﺎﻟﺐ‬ ‫ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‬ ‫)ﻛﺎوﺳﺖ( ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ ‪:‬‬ ‫‪www.kaust.edu.sa‬‬ ‫‪4‬‬

‫ديسمبر ‪2017‬‬

‫ﺗﻬﺘﻢ إﻳﻔﻴﻨﻴﺎ ﺑﺎﻻﻧﻔﺠﺎرات اﻟﺒﺮﻛﺎﻧﻴﺔ واﺳﻌﺔ اﻟﻨﻄﺎق‪،‬‬ ‫وﺗﺄﺛﻴﺮﻫﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﻤﻨﺎخ اﻟﻌﺎﻟﻤﻲ‪ .‬وﺗﺴﺘﻜﺸﻒ‪،‬‬ ‫ﺑﺎﻟﺘﻌﺎون ﻣﻊ ﻣﺴﺘﺸﺎرﻫﺎ وﻣﺸﺮﻓﻬﺎ اﻟﺒﺮوﻓﻴﺴﻮر‬ ‫اﻟﺘﻐﻴﺮات اﻟﺠﻮﻳﺔ وﻓﻲ دورة‬ ‫ﺟﻮرﺟﻲ ﺳﺘﻴﻨﺸﻴﻜﻮف‪،‬‬ ‫ﱡ‬ ‫اﻟﻤﺤﻴﻂ ﻓﻲ ﻣﻨﻄﻘﺔ اﻟﻤﺤﻴﻂ اﻟﻬﺎدئ اﻻﺳﺘﻮاﺋﻴﺔ‪.‬‬ ‫وﺑﻔﻀﻞ ﺗﺨﺼﻴﺺ ﻋﻀﻮ ﻫﻴﺌﺔ ﺗﺪرﻳﺲ واﺣﺪ ﻟﻜﻞ‬ ‫‪ 6‬ﻃﻼب‪ ،‬ﻳﺘﻠﻘﻰ ﻃﻼب ﻣﺜﻞ إﻳﻔﻴﻨﻴﺎ‪ ،‬اﻻﻫﺘﻤﺎم‬ ‫واﻟﺘﻮﺟﻴﻪ اﻟﺸﺨﺼﻴﻴﻦ ﻟﻤﺴﺎﻋﺪﺗﻬﻢ ﻓﻲ اﻟﺘﻘﺪم‬ ‫ﺑﻤﺴﺎراﺗﻬﻢ اﻟﻮﻇﻴﻔﻴﺔ اﻷﻛﺎدﻳﻤﻴﺔ‪.‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫‪34‬‬ ‫‪36‬‬

‫قســم العلــوم والهندســة الحاســوبية والكهربائية والحســابية‬

‫ابتكار دهانات متغيرة‬

‫األلوان للمناسبات الخاصة‬

‫طبقات رقيقة مقاومة للخدش‬ ‫يمكنها توليد مجموعة مبهرة‬ ‫من األلوان باستخدام هياكل‬ ‫نانوية معدنية عشوائية‪.‬‬

‫تبادل المعرفة التجريبية‬

‫الخبيرة لتسريع‬ ‫التصميمات البيولوجية‬

‫مستودع لمعلومات األيض‬ ‫الغذائي يوفر أداة مرجعية‬ ‫سريعة لتصميم نظم بيولوجية‬ ‫تخليقية مفيدة‪.‬‬

‫‪37‬‬ ‫‪40‬‬

‫رصد آمن لبيانات الطقس‬

‫نهج إحصائي إلزالة األخطاء‬ ‫آليا مــن بيانات مناطيد الرصد‬ ‫ًّ‬ ‫الجوي‪ ،‬من شــأنه تحسين دقة‬ ‫التوقعات الجوية‪.‬‬

‫سرعة مضاعفة ‪ 10‬مرات‬ ‫في عمليات البحث عن‬ ‫األنماط‬

‫استراتيجية جديدة للتنقيب في‬ ‫البيانات‪ ،‬توفر سرعة غير مسبوقة‬ ‫في البحث عن األنماط‪ ،‬يمكنها‬ ‫استخالص رؤى جديدة من‬ ‫مجموعات البيانات الضخمة‪.‬‬

‫‪41‬‬

‫تحسين االرتباطات في‬ ‫التحليالت المكانية‬

‫‪42‬‬

‫أفق جديد للبطاقات‬ ‫الرسومية يتجاوز األلعاب‬

‫نموذج إحصائي ُيفسر عالقات‬ ‫االتصال المتبادل الشائعة في‬ ‫البيانــات المكانية‪ ،‬ويحقق نتائج‬ ‫أكثر واقعية‪.‬‬

‫برنامج حسابي عالي الكفاءة‬ ‫صمم للعمل على المعالِ جات‬ ‫ُم َّ‬ ‫الرسومية يوفر للعلماء‬ ‫والمهندسين أداة فعالة جديدة‬ ‫لحل مسائل حوسبية شائعة‪.‬‬

‫‪43‬‬ ‫‪45‬‬ ‫‪46‬‬

‫تفكير عميق يبث الحياة‬ ‫في روبوت مائي‬

‫تعاون دولي متعدد‬ ‫التخصصات يؤدي إلى‬ ‫تصميم أول أفاتار روبوتي‬ ‫مائي في العالم‪.‬‬

‫‪47‬‬

‫قمم األشكال الموجية‬ ‫للجيل القادم من الرادارات‬

‫طريقة جديــدة رخيصة وعملية لصنع‬ ‫َّ‬ ‫المولدة بمنظومات‬ ‫شــكل الموجات‬ ‫الرادار متعددة الهوائيات‪.‬‬

‫عملية مواءمة عمياء من أجل‬ ‫شبكات السلكية أكثر كفاءة‬

‫يمكــن للمزاوجــة المســتقلة بين‬ ‫مســتخدمي الشــبكات أن تزيد‬ ‫من قدرات الجيــل القادم من‬ ‫الشبكات الالســلكية‬

‫المرونة تزيد كفاءة‬ ‫إنتاج الطاقة‬

‫المواد الكهروحرارية المرنة‬ ‫تضيف حيلة جديدة إلى‬ ‫تصميم أجهزة تخزين الطاقة‪.‬‬

‫‪48‬‬

‫خوارزمية تمسح مجموعات‬ ‫البيانات لتشخيص األلغاز الطبية‬

‫أداة جديدة تستخدم البيانات الجينية‬ ‫والطبية لمعرفة السبب الرئيسي‬ ‫لألمراض الغامضة‪.‬‬

‫‪COVER CREDITS: AMR RAHMA / PARTNERSHIPS & CUSTOM‬‬ ‫‪MEDIA NATURE RESEARCH IMAGES: (QUINOA): ANJO KAN‬‬ ‫‪/ ALAMY STOCK PHOTO (DNA STRAND): PHOTODISC/‬‬ ‫‪GETTYIMAGES‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪7‬‬

‫‪B E S E‬‬ ‫"إن اﻟﻤﺨﺘﺒﺮات ﺟﻴﺪة اﻟﺘﺠﻬﻴﺰ واﻟﺘﻤﻮﻳﻞ اﻟﺴﺨﻲ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ‬ ‫ﺧﺒﺮﻫﺎ ﻣﻦ‬ ‫اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‪ ،‬ﻳﺨﻠﻘﺎن ﺑﻴﺌﺔ ﻣﻦ اﻟﺤﺮﻳﺔ اﻷﻛﺎدﻳﻤﻴﺔ ﻟﻢ َأ ُ‬ ‫ﻗﺒﻞ‪ .‬ووﺟﻮد ﻫﺬه اﻟﻤﻮارد اﻟﻤﺴﺘﺪاﻣﺔ واﻟﻤﺮﻧﺔ ﻳﺴﻤﺢ ﻟﻲ ﺑﺘﻜﺮﻳﺲ‬ ‫ﻣﺰﻳﺪ ﻣﻦ اﻟﻮﻗﺖ ﻹﺟﺮاء اﻷﺑﺤﺎث ﻣﻊ ﻃﻠﺒﺘﻲ ﻓﻲ اﻟﻤﺨﺘﺒﺮ"‪.‬‬

‫اﻟﺒﺮوﻓﻴﺴﻮرة ﺷﺎرﻟﻮت ﻫﺎوزر‬ ‫زﻣﻴﻠﺔ اﻷﻛﺎدﻳﻤﻴﺔ اﻟﻮﻃﻨﻴﺔ‬ ‫ﻟﻠﻤﺨﺘﺮﻋﻴﻦ‪ ،‬ﻟﻌﺎم ‪2015‬‬

‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل‬ ‫ﺷﺎرﻟﻮت وأﺑﺤﺎﺛﻬﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪WWW.KAUST.EDU.SA‬‬

‫‪6‬‬

‫ديسمبر ‪2017‬‬

‫ﺗﻜﻤﻦ اﻻﻫﺘﻤﺎﻣﺎت اﻟﺒﺤﺜﻴﺔ ﻟﻠﺒﺮوﻓﻴﺴﻮرة ﺷﺎرﻟﻮت‬ ‫ﻓﻲ ﻣﺠﺎﻻت اﻟﻜﻴﻤﻴﺎء‪ ،‬واﻟﻄﺐ اﻟﺤﻴﻮي‪ ،‬واﻟﻬﻨﺪﺳﺔ‬ ‫اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ وﺗﻘﻨﻴﺔ اﻟﻨﺎﻧﻮ‪ .‬وﻫﻲ ﺗﺴﺘﺨﺪم اﻟﻤﻮاد‬ ‫اﻟﻨﺎﻧﻮﻳﺔ اﻟﺬﻛﻴﺔ ﻟﻠﻨﻬﻮض ﺑﺎﻻﻛﺘﺸﺎﻓﺎت ﻣﻦ ﺧﻼل‬ ‫اﻟﺘﻄﺒﻴﻘﺎت اﻟﺘﺠﺪﻳﺪﻳﺔ‪ ،‬واﻟﻄﺒﻴﺔ اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ‪ ،‬واﻟﺒﻴﺌﻴﺔ‪،‬‬ ‫واﻟﺘﻲ أدت إﻟﻰ ﺗﺴﺠﻴﻞ اﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ ﺑﺮاءات‬ ‫اﻻﺧﺘﺮاع‪ .‬وﺗﺴﺘﻜﺸﻒ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ‬ ‫ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ(‪ ،‬ﺷﻐﻔﻬﺎ ﺑﺎﻻﻛﺘﺸﺎﻓﺎت‬ ‫ﺟﻨﺒﺎ إﻟﻰ ﺟﻨﺐ ﻣﻊ اﻟﺠﻴﻞ‬ ‫اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ واﻹﻧﺠﺎزات‪ً ،‬‬ ‫اﻟﻘﺎدم ﻣﻦ رواد اﻟﻌﻠﻮم‪.‬‬

‫‪P S E‬‬

‫‪50‬‬

‫قســم العلــوم والهندســة الفيزيائية‬

‫كاميرات عالية الحساسية‬

‫تكشف عن البنية الذرية للهياكل‬ ‫المعدنية العضوية‬

‫كاميرات إلكترونية عالية الحساسية‬ ‫تمكِّن الباحثين من رؤية البنية الذرية‬ ‫للهياكل المعدنية العضوية‬

‫‪52‬‬

‫أعلى كفاءة‬

‫‪53‬‬

‫معايير ذهبية‬ ‫للجزيئات النانوية‬

‫‪54‬‬

‫السباق نحو محركات‬

‫تقنية جديدة تؤسس ألنواع‬ ‫ضررا للبيئة ولجيل‬ ‫وقود أقل‬ ‫ً‬ ‫جديد من المحركات‪.‬‬

‫فهم كيفية عمل‬ ‫األيونات العضوية‬ ‫الصغيرة على استقرار‬ ‫الجزيئات النانوية للذهب‬ ‫تحكما أفضل‪.‬‬ ‫قد يتيح‬ ‫ً‬

‫تأثير «حلقة القهوة»‬ ‫يؤدي إلى التحكم في‬ ‫التبلور في أشباه‬

‫‪58‬‬

‫الموصالت‬

‫تنويع سماكة المواد‬ ‫يسهل التحكم في‬ ‫المتبلورة‬ ‫ِّ‬ ‫أنماط البلورات وخصائصها‪.‬‬

‫‪55‬‬

‫مقاومة الموائع‬

‫‪56‬‬

‫الواقع المعزَّ ز في‬ ‫متناول يدك‬

‫حيلة طفو من أجل تجنُّ ب‬ ‫غمر كرات ســاخنة في السوائل‬ ‫اللزجة يكشــف عن طريقة لتقليل‬ ‫مقاومة الموائع دون إجراءات‬ ‫هندسية معقدة‪.‬‬

‫جهاز مرن قائم على الكربون‬ ‫ويستجيب للرطوبة بطريقتين‬ ‫يمكنه استشعار األجسام‬ ‫ثالثية األبعاد دون لمسها‪.‬‬

‫‪60‬‬ ‫‪60‬‬

‫لغة دولية لمجاالت‬ ‫الطاقة الشمسية‬

‫التقارير الموحدة لكفاءة‬ ‫تحويل الطاقة يمكن‬ ‫أن تساعد على تطوير‬ ‫محفزات ضوئية إلنتاج‬ ‫الوقود المتجدد‪.‬‬

‫نموذج أندرسون مخصص‬ ‫للمواد ثنائية األبعاد‬

‫‪62‬‬ ‫‪63‬‬

‫نموذج بسيط يتنبأ بدقة‬ ‫بالخصائص اإللكترونية‬ ‫لمجموعة من أشباه‬ ‫الموصالت ثنائية األبعاد‪.‬‬

‫قوة االنجذاب‬

‫المواد الهجينة العضوية‪/‬غير‬ ‫ذاتيا‬ ‫العضوية يمكنها أن تتجمع ًّ‬ ‫في صور تشبه كعك الدونات‪.‬‬

‫‪64‬‬

‫إعداد فخاخ بوليمر متجددة‬

‫المواد المستقرة القابلة‬ ‫للتدوير المخلقة باستخدام‬ ‫بوليمرات مسامية تحتفظ على‬ ‫نحو انتقائي بغاز ثاني أكسيد‬ ‫الكربون الناتج من انبعاثات‬ ‫العوادم والغاز الطبيعي‪.‬‬

‫إعادة بناء أنماط‬ ‫مناخ البحر األحمر‬

‫نموذج رقمي متقدم يساعد‬ ‫الباحثيــن في فهم ُّ‬ ‫تقلب األنماط‬ ‫المناخية في البحر األحمر‪.‬‬

‫تخزين المعلومات‬ ‫بواسطة حيلة نانوية‬

‫اكتشاف قوة دورانية جديدة‬ ‫داخل الدوامات المغناطيسية‬ ‫يسهل تصميم محركات‬ ‫ّ‬ ‫أقراص ذات سعة فائقة‪.‬‬

‫«اكتشافات كاوست» تصدر عن جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بالتعاون مع وحدة الشراكة واإلعالم المخصص‬ ‫في ‪ Nature Research‬التابعة لـ‪ .Springer Nature‬بريد إلكتروني‪PUBLICATION@KAUST.EDU.SA :‬‬ ‫موقع إلكتروني‪ WWW.KAUST.EDU.SA :‬نيتشر ريسيرش‪4 CRINAN STREET – LONDON, N1 9XY, UK :‬‬ ‫بريد إلكتروني‪ NATURE@NATURE.COM :‬موقع إلكتروني‪WWW.NATURE.COM :‬‬ ‫اكتشافات كاوست ‪discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪9‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫التلوث البالستيكي يصل إلى كل‬ ‫ركن من أركان األرض‬ ‫‪ 10‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫مجموعة بحث دولية بمشاركة جامعة الملك عبد الله‬ ‫للعلوم والتقنية اكتشفت أخير ًا أن المخلفات البالستيكية‬ ‫قد استعمرت أجزاء من المحيط المتجمد الشمالي‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫ف ي� تنميــة المواهــب الســعودية مــن‬ ‫أجــل المملكــة ومــن أجــل العالــم‪.‬‬ ‫فقــد أصبحــت د‪ .‬هنــد عبــد هللا‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫مؤخــرا ف ي�‬ ‫الــى تخرجــت‬‫ً‬ ‫ي‬ ‫الجهــ ي‬ ‫“جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫والتقنيــة”‪ -‬أســتاذة بجامعــة تبــوك‪.‬‬ ‫ومــن خــال أبحاثهــا حــول التحكــم ف ي�‬ ‫هيــكل الجســيمات النانويــة للذهــب‪،‬‬ ‫وتطبيقاتهــا الطبيــة المحتملــة‪،‬‬ ‫أصبحــت أول امــرأة ســعودية تُ ش‬ ‫نــر‬ ‫ـ�‬ ‫فلهــا أبحــاث بوصفهــا الباحــث الرئيـ ي‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫كيمســري”‪.‬‬ ‫“نيتــر‬ ‫ي� مجلــة‬ ‫ف‬ ‫و� هــذا العــدد‪ ،‬ســتجدون المزيــد‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫مــن المثلــة عــى الثــر الــذي يصنعــه‬ ‫أعضــاء هيئــة التدريــس والباحثــون‬ ‫بالجامعــة‪ ،‬وكذلــك عــى شــغفهم‬ ‫بعملهــم‪ .‬وتواصــل ســعيها ألن تصبــح‬ ‫قبلــةً للتعليــم العلمــي والتقــن ي ‪.‬‬ ‫معــا مــن أجــل‬ ‫وســوف نعمــل ً‬ ‫استكشــاف التســاؤالت العلميــة المهمة‬ ‫وحــل أصعب مشــكالت العالــم ف ي� ظل‬ ‫التفكــر الطمــوح‪.‬‬ ‫بيئــة تحفزنــا عــى‬ ‫ي‬ ‫أرجــو أن تســتمتعوا بقــراءة قصصنــا‬ ‫عــن االكتشــاف‪ ،‬وأن تكــون جهودنــا‬ ‫لتطويــر العلــوم والتقنيــة مــن أجــل‬ ‫ـ� وعالمــي مصــدر‬ ‫إحــداث تأثـ يـر محـ ي‬ ‫إلهــام لكــم‪.‬‬

‫جرى فرز الجسيمات البالستيكية بدقة وفق الحجم والشكل‪.‬‬

‫ـرا أن المخلفات البالســتيكية قد‬ ‫دولية أخـ ي ً‬ ‫اســتعمرت أقــاص أ‬ ‫الرض؛ أي أج ـزاء مــن‬ ‫ي‬ ‫ئ‬ ‫ـا�‪.‬‬ ‫ـمال النـ ي‬ ‫المحيــط المتجمــد الشـ ي‬ ‫ورغــم أن نمــاذج دوران ميــاه‬ ‫المحيطــات كانــت قــد تنبــأت بوجــود‬ ‫منطقــة محتملــة تل�اكُــم المخلفــات‬ ‫البالســتيكية ف ي� الدائرة القطبية الشــمالية‪،‬‬ ‫تشــبه تلــك الموجــودة ف ي� دوامــات‬ ‫المحيطــات ف ي� المناطــق شــبه االســتوائية‪،‬‬ ‫إال أنــه لــم تكــن هنــاك دراســات محــددة‪.‬‬

‫دول‬ ‫تعاون ي‬

‫مع خالص تقديري‪،‬‬ ‫جان‪-‬لو شامو‬

‫‪ANNA DENIAUD 2017‬‬

‫يبــدو أن االعتقــاد الســائد الــذي كان‬ ‫ت‬ ‫ـبيا‬ ‫ـمال ٍ‬ ‫خال نسـ ًّ‬ ‫يفــرض بــأن القطــب الشـ ي‬ ‫نظرا‬ ‫من المخلفــات البالســتيكية البحريــة ً‬ ‫لقلــة عــدد المناطــق المأهولــة القريبــة‬ ‫ت‬ ‫الــى تم ِّثــل مصــادر للتلــوث‪ ،‬لــم يعــد‬ ‫ي‬ ‫صحيحــا‪ .‬فلقــد اكتشــفت مجموعــة بحث‬ ‫ً‬

‫سافرت البعثة من بحر‬ ‫جرينالند إلى بحر البرادور‪،‬‬ ‫وجمعت عينات من مخلفات‬ ‫البالستيك من مختلف‬ ‫األحجام واألشكال لتحليلها‪.‬‬

‫أ‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ار� وشافييه‬ ‫اشــرك الســتاذان كارلوس دو ي‬ ‫إريجويــن‪ ،‬مــن «مركــز أبحــاث البحــر‬ ‫أ‬ ‫الحمــر» التابــع لجامعــة الملــك عبــد‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬ضمــن‬ ‫دول ف ي� عمليــة واســعة النطــاق‬ ‫فريــق ي‬ ‫لجمع عينــات مــن المخلفات البالســتيكية‬ ‫الشــمال ‪.‬‬ ‫العائمــة ف ي� ميــاه القطــب‬ ‫ي‬ ‫وقــد بــدأ باحثــا الجامعــة هــذا البحــث‬ ‫الم� ي ن‬ ‫مــن خــال التعــاون ي ن‬ ‫بــ� ش‬ ‫وعــ�‬ ‫ين‬ ‫العالمي� «ماالســبينا ‪ 2010‬إكسبيديشن»‬ ‫‪ ،Malaspina 2010 Expedition‬و»تــارا‬ ‫المتواجديــن‬ ‫أوشــانز» ‪Tara Oceans‬؛‬ ‫َ‬ ‫ف ي� المنطقــة‪ ،‬إذ تشــارك «كاوســت» ف ي�‬ ‫الم� ي ن‬ ‫ش‬ ‫وعــ�‪ .‬وكان الهــدف هــو تحليــل‬ ‫البالســتيك عــى الميــاه‬ ‫حجــم التلــوث‬ ‫ي‬ ‫الشــمال‬ ‫الســطحية للمحيــط المتجمــد‬ ‫ي‬ ‫وتوزيعــه ومصــادره‪.‬‬ ‫ف ي� أثنــاء ارتحــال البعثــة مــن بحــر‬ ‫جرينالنــد إىل بحــر البــرادور‪ ،‬جمعــت‬ ‫عينات ي ن‬ ‫ب� خطــي العرض ‪ 60‬و‪ 80‬شـ ً‬ ‫ـمال‪.‬‬ ‫ولقــد ُج ِمـ َـع البالســتيك العائــم بواســطة‬

‫شــبكة دقيقــة الفتحــات ذات فــم واســع‬ ‫مصنوعــة مــن القطــن الخشــن‪ ،‬جــرى‬ ‫ســحبها تحت ســطح البحر مبـ ش‬ ‫ـا�ة‪ .‬وبعد‬ ‫ذلــك‪ُ ،‬ج ِم َعــت المخلفــات البالســتيكية‬ ‫يدويًّــا بدقــة مــن الشــباك وجــرى فرزهــا‬ ‫أ‬ ‫حتمل‬ ‫الم َ‬ ‫وفــق الحجــم والشــكل والصــل ُ‬ ‫قبــل غســلها ووزنهــا‪ .‬كمــا جــرى حســاب‬ ‫تركـ ي ز‬ ‫ـ� المخلفــات البالســتيكية وحمولتهــا؛‬ ‫المحتملــة للتلـ ُّـوث‪.‬‬ ‫لمعرفــة المصــادر‬ ‫َ‬ ‫وجــد فريــق البحــث كميــات ضئيلــة‬ ‫نســبيا مــن المخلفــات البالســتيكية ف ي�‬ ‫ًّ‬ ‫غــر أنهــم‬ ‫معظــم أنحــاء المنطقــة‪ ،‬ي‬ ‫كبــرة مــن البالســتيك ف ي�‬ ‫حــددوا جيوبًــا ي‬ ‫أقــاص المناطــق الشــمالية و ش‬ ‫ال�قيــة من‬ ‫ي‬ ‫بحر جرينالنــد وبحر بارنتس‪ .‬كان متوســط‬ ‫كميــة المخلفــات البالســتيكية العائمــة‬ ‫تمامــا لتلــك الموجــودة ف ي� نطاقات‬ ‫مماثلــةً ً‬ ‫ت‬ ‫ال�اكــم ف ي� المناطــق شــبه االســتوائية‬ ‫غــر أن ت‬ ‫ال� ي ز‬ ‫كــ�ات‬ ‫المعروفــة بتلوثهــا‪ ،‬ي‬ ‫القصــوى ف ي� هــذه المنطقــة القطبية كانت‬ ‫بكثــر‪.‬‬ ‫أقــل ي‬ ‫ت‬ ‫الكبــر‬ ‫دوار� أن العمــر‬ ‫وأوضــح‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫المقـ َّـدر للكثـ يـر مــن المخلفــات يشـ يـر إىل‬ ‫أن البالســتيك قــد طفــا إىل المنطقــة مــن‬ ‫مصــادر بعيــدة‪.‬‬

‫نتائج مقلقة‬

‫ت‬ ‫دوار�‪« :‬هــذه النتائــج تثـ يـر القلق؛‬ ‫يقــول ي‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫ـتيك يصــل‬ ‫لنهــا تبـ يـ� أن التلــوث البالسـ ي‬ ‫أ‬ ‫إىل كل ركــن مــن أركان الرض»‪ .‬ويضيــف‬ ‫ً‬ ‫قائل‪« :‬االســتخدام المســتمر للبالستيك‪،‬‬ ‫والوقــت الطويــل الــذي تســتغرقه إعــادة‬ ‫أيضــا إىل أن‬ ‫توزيعــه بع� المحيــط‪ ،‬يشـ يـر ً‬

‫اكتشافات كاوست ‪11 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫وﺟﺪت اﻟﺒﻴﺌﺔ‬ ‫ُ‬ ‫"ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ(‪،‬‬ ‫‪B E S E‬‬ ‫ﻛﻞ ﻣﻦ اﻟﻌﻠﻮم اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ واﻟﻤﺤﺪدة‬ ‫اﻟﻤﺸﺠﻌﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﻌﻤﻞ ﻋﻠﻰ ﱟ‬ ‫اﻷﻫﺪاف‪ .‬وﺗﻌﻠﻤﺖ ﻛﻴﻔﻴﺔ ﺗﻄﺒﻴﻖ اﻟﻌﻠﻮم وإﻇﻬﺎر ﺗﺄﺛﻴﺮﻫﺎ ﻓﻲ ﺗﺤﺴﻴﻦ‬ ‫ﻋﺎﻟﻤﺔ أﺑﺤﺎث‪ ،‬ﻓﻘﺪ اﻟﺘﺰﻣﺖ ﺑﺮد اﻟﺠﻤﻴﻞ‪،‬‬ ‫َ‬ ‫اﻟﺤﻴﺎة اﻟﻴﻮﻣﻴﺔ‪ .‬واﻵن ﺑﻮﺻﻔﻲ‬ ‫وأﺟﺪ أﻋﻈﻢ ﻓﺮﺻﺔ ﻟﻠﻘﻴﺎم ﺑﺬﻟﻚ ﻓﻲ اﻟﺠﻮاﻧﺐ اﻟﻤﺸﺘﺮﻛﺔ ﺑﻴﻦ اﻟﺼﻨﺎﻋﺔ‬ ‫واﻟﻤﺠﺘﻤﻊ اﻷﻛﺎدﻳﻤﻲ"‪.‬‬

‫ﻧﻮرا ﺷﻬﺎب‬ ‫ﺣﺎﺻﻠﺔ ﻋﻠﻰ درﺟﺔ اﻟﻤﺎﺟﺴﺘﻴﺮ ﻋﺎم ‪،2011‬‬ ‫واﻟﺪﻛﺘﻮراة ﻋﺎم ‪2014‬‬ ‫ﻋﺎﻟِ ﻤﺔ أﺑﺤﺎث ﻓﻲ ﺷﺮﻛﺔ ﺗﻄﻮﻳﺮ اﻟﻤﻨﺘﺠﺎت اﻟﺒﺤﺜﻴﺔ‬

‫‪8‬‬

‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل دور ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ‬ ‫اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ( ﻓﻲ إﺣﺪاث‬ ‫ﺗﺄﺛﻴﺮ‪ ،‬ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪WWW.KAUST.EDU.SA‬‬

‫ديسمبر ‪2017‬‬

‫ﻓﻲ أﺛﻨﺎء دراﺳﺘﻬﺎ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم‬ ‫واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ(‪ ،‬ﻃﻮرت ﻧﻮرا ﺗﻘﻨﻴﺎت إﻧﺘﺎج اﻟﻤﻴﺎه‬ ‫اﻟﻌﺬﺑﺔ ﻣﻦ اﻟﻤﻴﺎه اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﺧﻼﻳﺎ اﻟﻮﻗﻮد‬ ‫ﺣﺎﻟﻴﺎ ﻓﻲ ﻣﺸﺮوع ﻣﺸﺘﺮك‬ ‫اﻟﻤﻴﻜﺮوﺑﻴﺔ‪ .‬وﻫﻲ ﺗﻌﻤﻞ ًّ‬ ‫ﻣﺨﺼﺺ ﻟﺘﺴﺮﻳﻊ إﻧﺸﺎء اﻟﺼﻨﺎﻋﺎت اﻟﻘﺎﺋﻤﺔ ﻋﻠﻰ‬ ‫اﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﻤﻠﻜﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ‪ .‬وﺑﻔﻀﻞ روح‬ ‫اﻻﻛﺘﺸﺎف‪ ،‬ﻳﻤﺘﻠﻚ اﻟﻌﻠﻤﺎء‪ ،‬واﻟﻤﻬﻨﺪﺳﻮن‪ ،‬ورواد‬ ‫اﻷﻋﻤﺎل ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‪،‬‬ ‫ﺷﻐﻒ اﻟﻘﻴﺎم ﺑﺎﻷﺷﻴﺎء اﻟﻤﻬﻤﺔ‪.‬‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫تأث�نــا عــى الطبيعــة همــا‬ ‫عــى الحــد مــن ي‬ ‫الكب�تــان اللتــان أعتقــد أن ـن ي يمكــن أن‬ ‫القضيتــان ي‬ ‫أُســهم ف� حلهمــا‪ .‬وعــى هــذا أ‬ ‫الســاس‪ ،‬انتقلــت‬ ‫ِ ي‬ ‫تخصــ� فحســب إىل نهــج‬ ‫مــن العمــل ف ي� مجــال‬ ‫ي‬ ‫متعــدد التخصصــات‪.‬‬ ‫لقــد صادفــت عقبــات تــؤدي إىل تباطــؤ البحــوث‬ ‫متعــددة التخصصــات ف� العديــد مــن أ‬ ‫الماكــن‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫ـى عملــت فيهــا‪ .‬وقــد بــرزت «كاوســت»‬ ‫الســابقة الـ ي‬ ‫كوجهــة مــن شــأنها أن تخفــف مــن هــذه العقبــات‪،‬‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫لــ�‬ ‫للباحثــ� الوقــت والبيئــة‬ ‫وتتيــح‬ ‫الالزمــ� ي‬ ‫يتمكنــوا مــن التعــاون عـ بـر التخصصــات المتعددة‪.‬‬

‫ث‬ ‫جدا؟‬ ‫لماذا يُ َع ُّد مجالــك‬ ‫مهما ًّ‬ ‫البح� ًّ‬ ‫ي‬

‫إننــا نسـ ن ز‬ ‫ـت�ف المــوارد المتاحــة لنــا عــى اليابســة‪،‬‬ ‫ولــم نعــد قادريــن عــى الحفــاظ عــى مســتويات‬ ‫ال نتــاج ت‬ ‫ين‬ ‫الصعوبتــ�‬ ‫الــى نحتــاج إليهــا‪ .‬إن‬ ‫إ‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ٍّ‬ ‫توفــر كل مــن‬ ‫ال‬ ‫اللتــ� نواجههمــا همــا ي‬ ‫ساســيت� ي‬ ‫ي‬ ‫الميــاه العذبــة أ‬ ‫والرا�ض ي الصالحــة للزراعــة‪.‬‬ ‫تمتــ�ئ المحيطــات بالمــاء‪ ،‬وكل ت‬ ‫مــر مربــع مــن‬ ‫منتجــة‪ .‬ومــن الممكــن‬ ‫المحيــط هــو مســاحة ِ‬ ‫تحقيــق نمــوذج زراعــي بحــري مســتدام وأخــا�ق‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ئ‬ ‫ئ‬ ‫ـا� ‪.‬‬ ‫ـذا� والمـ ي‬ ‫ـى احتياجاتنــا مــن أجــل المــن الغـ ي‬ ‫يلـ ب ي‬ ‫عمــر هــذا المجــال ‪ 30‬ســنة فقــط‪ ،‬ولكن ـن ي أعتقــد‬ ‫أنــه مجــال تنميــة ســوف يذكــره التاريــخ بوصفــه‬ ‫نقطــةَ‬ ‫تحــول‪.‬‬ ‫ُّ‬

‫‪2016 K AUST‬‬

‫مــا الــذي تعمــل عليــه تحديـ ًـدا ف ي� الوقــت‬ ‫الراهــن؟‬

‫تمتلــك جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫برنامجــا قويًّــا ف ي� علــم جينــوم المحيــط‪ ،‬وقــد قمنــا‬ ‫ً‬

‫بتصنيــف نحــو ‪ 55‬مليــون ي ن‬ ‫جــ� مــن ميكروبــات‬ ‫حاليــا عــى تطويــر أنظمــة‬ ‫المحيــط‪ .‬نحــن نعمــل ًّ‬ ‫لدراســة هــذه المجموعــة الكـ بـرى مــن الجينــات‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫إن هدفنــا هــو تحديــد الجينــات ب‬ ‫وال�وتينــات الـ ي‬ ‫لتأث�نــا عــى‬ ‫فهمــا أفضــل ي‬ ‫مــن شــأنها أن تعطينــا ً‬ ‫البيئــة وكيــف يمكننــا االســتفادة مــن هــذه المــوارد‬ ‫عــى نحـ ٍـو ي َّتســم بالمســؤولية‪ .‬كمــا نريــد أن نضمــن‬ ‫أن تظــل الحيــاة البحريــة صحيــة‪ ،‬وأن تظــل البيئــات‬ ‫جيــدا‪ ،‬وأن نفــي باحتياجــات‬ ‫البحريــة محفوظــة‬ ‫ً‬ ‫ش‬ ‫الب�يــة ف ي� المســتقبل‪.‬‬ ‫ومثـ ً‬ ‫ـال عــى ذلــك‪ ،‬نبحــث كيــف تتكيــف البيئــات‬ ‫البحريــة ‪-‬مثــل أشــجار المانجــروف‪ ،‬والعشــب‬ ‫تغــر‬ ‫البحــري‪ ،‬والمســتنقعات المالحــة‪ -‬مــع آثــار ي ُّ‬ ‫المنــاخ‪ .‬إننــا لــم نفهــم جيــدا إىل آ‬ ‫الن كيــف تتفاعــل‬ ‫ً‬ ‫التغــر الرسيــع ف ي� بيئتهــا‪.‬‬ ‫البيئــات البحريــة مــع‬ ‫ُّي‬ ‫ويمكننــا توجيــه التغيـ يـر ف ي� مجتمعاتنــا مــن خــال‬ ‫تقديــم رســائل إيجابيــة عــن الفــرص المتاحــة عــى‬ ‫ـدل مــن إغراقهــا بوابل مــن أ‬ ‫كوكبنــا‪ ،‬بـ ً‬ ‫الخبار الســلبية‪.‬‬

‫حاليــا مــع زمــاء ف ي� مجــاالت تكنولوجيــا‬ ‫أنــا أعمــل ًّ‬ ‫النانــو‪ ،‬والهندســة الكهربائيــة‪ ،‬والتصويــر‪،‬‬ ‫والتعلــم آ‬ ‫ال يل ‪ ،‬وعلــم الجينــوم‪ ،‬والبيانــات‬ ‫أ‬ ‫الضخمــة‪ ،‬وعلــم الحيــاء‪ .‬وقــد تحققــت‬ ‫ت‬ ‫بالتعــاون ف ي� مجــال البحــوث متعــددة‬ ‫توقعــا�‬ ‫ُ‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫التخصصــات‪ ،‬بــل يمكنــ ي القــول إنــ ي تجــاوزت‬ ‫تلــك التوقعــات‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ـى واجه ُتها‬ ‫إن غيــاب القيــود إ‬ ‫الداريــة والماليــة الـ ي‬ ‫ف ي� مؤسســات أخــرى قــد أتــاح يل قضــا َء المزيــد مــن‬ ‫ف‬ ‫ث‬ ‫ـ� قــوي‪.‬‬ ‫الوقــت ي� أبحـ ي‬ ‫ـا�‪ ،‬وبنــاء تعــاون داخـ ي‬ ‫تُعــد جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫نز‬ ‫بم�لــة مجتمــع نعيــش ونعمــل فيــه‪ ،‬وهــو ال يغلــق‬ ‫ف‬ ‫ـت العديـ َـد من‬ ‫أبوابــه ي� الخامســة مســا ًء‪ .‬لقــد التقيـ ُ‬ ‫الزمــاء الذيــن أعمــل معهــم ف ي� مناســبات اجتماعيــة‬ ‫أو حـ تـى ف ي� مركــز التسـ ُّـوق‪ ،‬وبنيــت شــبكات اجتماعية‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ـا� المهنيــة‪.‬‬ ‫لــم َأر مثيـ ًـا لهــا مــن قبــل ي� حيـ ي‬

‫أيــن تــرى أبحــاث جامعــة الملــك عبــد‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة ف ي� هــذا المجــال ف ي�‬ ‫المســتقبل؟‬

‫مــاذا تقــول ألي شــخص كان يفكــر ف ي�‬ ‫االنضمــام إىل جامعــة الملــك عبــد هللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة ؟‬

‫ث‬ ‫تعتمــد ســمعة أي مؤسســة عــى وجــود برنامــج بحـ ي‬ ‫ال�نامــج‬ ‫ـاس قــوي‪ ،‬وقــد قمنــا ببنــاء مثــل هــذا ب‬ ‫فأسـ ي‬ ‫ش‬ ‫أيضــا عالقــات �اكــة قويــة مــع‬ ‫ي� «كاوســت» ‪ .‬لدينــا ً‬ ‫رواد المجــال‪ ،‬لــذا فــإن هدفنــا هــو ضمــان مواصلــة‬ ‫تحقيــق نتائــج بحثيــة تطبيقيــة قويــة‪.‬‬ ‫أيضــا أن ننظــر إىل الكيفيــة الـ ت‬ ‫ـى‬ ‫وينبغــي علينــا ً‬ ‫ي‬ ‫يمكننــا بهــا دعــم الحاجــة إىل التطــور العلمــي‬ ‫والتكنولوجــي ف ي� المملكــة العربيــة الســعودية‬ ‫والمنطقــة كلهــا بشــكل عــام‪.‬‬ ‫كمــا أننــا نســعى‬ ‫جا هد يــن للقيــا م‬ ‫بأ فضــل ا لبحــو ث ‪،‬‬ ‫ت‬ ‫الــى تركــز عــى‬ ‫ســواء ي‬ ‫أ‬ ‫العلــوم الساســية أو‬ ‫ا لنتا ئــج ا لتطبيقيــة ‪.‬‬

‫مــا الــذي ي ز‬ ‫يمــ�‬ ‫وجــودك ف ي� جامعــة‬ ‫الملــك عبــد هللا‬

‫يعتقد كارلوس‬ ‫دوارتي أننا على‬ ‫مشارف ثورة زراعية‬ ‫أخالقية ومستدامة‪.‬‬

‫للعلــوم والتقنيــة ومكَّ نــك مــن عمــل مــا لــم‬ ‫تســتطع عملــه ف ي� مــكان آخــر؟‬

‫غالبــا مــا يكــون مــن الصعــب أن أتحــدث عــن‬ ‫ً‬ ‫جامعــة الملــك عبــد هللا ألنــن ي متحمــس للغايــة‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫يســاور� القلــق مــن أن يظــن‬ ‫لتجربــى هنــا‪ ،‬لــذا‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫كثــرا‪ .‬فــإذا كان ثمــة شــخص‬ ‫النــاس أنــ ي أبالــغ ي ً‬ ‫ش‬ ‫�ء عــن «كاوســت» ‪ ،‬فإنـن ي أدعــوه‬ ‫مهتــم بمعرفــة ي‬ ‫ـ� يعيــش التجربــة‬ ‫إىل المجــيء واالنضمــام إلينــا لـ ي‬ ‫بنفســه‪ .‬عــاد ًة مــا يفلــح هــذا عــى نحــو أفضــل‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫ـى ال تجــدي‪ ،‬لــذا فــإن‬ ‫كثـ ي ً‬ ‫ـرا مــن محاولــة الــرح الـ ي‬ ‫ت‬ ‫تــأ� وتجــرب بنفســك‪.‬‬ ‫أن‬ ‫هــي‬ ‫نصيحــة‬ ‫أفضــل‬ ‫ي‬

‫ش‬ ‫� ء ف ي� كونــك ف ي� جامعــة‬ ‫مــا أفضــل ي‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة ؟‬

‫ش‬ ‫�ء هــو الوقــت المتــاح للتفكـ يـر والحديث‬ ‫أفضــل ي‬ ‫وتخيــل أفــكار جديدة‪.‬‬ ‫ُّ‬ ‫أ ف‬ ‫ت‬ ‫ـت مضطـ ًـرا‬ ‫فللمــرة الوىل ي� مسـ يـر ي� المهنيــة‪ ،‬لسـ ُ‬ ‫أربعــا ش‬ ‫يوميــا طــوال أيــام‬ ‫إىل العمــل ً‬ ‫وع�يــن ســاعة ًّ‬ ‫أ‬ ‫الســبوع‪ .‬إن بيئــة «كاوســت» تشــجعكم عــى عمــل‬ ‫ن‬ ‫أشــياء أخــرى بخــاف العــبء المهــ ي فحســب‪.‬‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى تغــذي العقــل‬ ‫فهنــاك عــدد مــن النشــطة ي‬ ‫والــروح مــن حيــث الفنــون وفــرص التعــرف عــى‬ ‫موضوعــات أخــرى‪ .‬إن الوقــت تـ ٌ‬ ‫ـرف كنت قد نســيته‪.‬‬ ‫ـدي الوقــت للتفكـ يـر ف ي� بيئــة محفــزة‪ ،‬كمــا كان‬ ‫لـ َّ‬ ‫طالبــا بالدراســات العليــا‪،‬‬ ‫الحــال عندمــا كنــت ً‬ ‫ولــم أُجــرب ذلــك طــوال ثالثـ ي ن‬ ‫عامــا مضــت أو‬ ‫ـ� ً‬ ‫نحــو ذلــك‪.‬‬ ‫اكتشافات كاوست ‪13 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫نقطة تحول‬ ‫للزراعة البحرية‬

‫استخدم العلماء شباك جرى سحبها وراء القارب لجمع المخلفات البالستيكية‪.‬‬

‫‪ANNA DENIAUD 2017‬‬

‫هــذا التلــوث آخــذٌ ف ي� االزديــاد»‪.‬‬ ‫ويضيــف ت‬ ‫مفــرا‪« :‬إن بحــر‬ ‫دوار�‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫الكثــر مــن مصائــد‬ ‫بارنتــس يدعــم‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫الســماك ف ي� العالــم‪ ،‬وهــو نقطــة‬ ‫التقــاء حيويــة للطيــور البحريــة‪.‬‬ ‫ـتيك‬ ‫والمثـ يـر للقلــق أن التلــوث البالسـ ي‬ ‫ربمــا كان يتــرب إىل شــبكة الغــذاء ف ي�‬ ‫الشــمال»‪.‬‬ ‫القطــب‬ ‫ي‬ ‫وتشــر إحــدى الفرضيــات ت‬ ‫الــى‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫انبثقــت عــن هــذه الدراســة إىل أن‬ ‫مخلفــات البالســتيك ربمــا تت�اكــم ف ي�‬ ‫قــاع البحــر‪ .‬وقــال ت‬ ‫ث‬ ‫ي‬ ‫دوار� إن باحــ ي‬ ‫«كاوســت» ســوف يســعيان إىل بحــث‬ ‫هــذه الفرضيــة عنــد مشــاركتهم ف ي�‬ ‫البعثــات المســتقبلية لـ»مركــز أبحــاث‬ ‫الشــمال» ‪Arctic Research‬‬ ‫القطــب‬ ‫ي‬ ‫‪ Center‬التابــع لجامعــة آرهــوس‬ ‫بالدنمــارك‪.‬‬ ‫‪Cozar, A., Marti, E.,‬‬ ‫‪Duarte, C., García-de‬‬‫‪Lomas , J., van Sebille,‬‬ ‫‪E…& Irigoien, X. The Arctic‬‬ ‫‪Ocean as a dead-end for‬‬ ‫‪floating plastics in the‬‬ ‫‪North Atlantic branch of the‬‬ ‫‪thermohaline circulation.‬‬ ‫‪Science Advances, 3‬‬ ‫‪e1600582 (2017).‬‬

‫‪ 12‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫ُيعــرف كارلــوس دوارتــي ‪-‬أســتاذ‬ ‫العلــوم البحريــة‪ ،‬ومديــر «مركــز بحــوث‬ ‫البحــر األحمــر» وأســتاذ كرســي طــارق‬ ‫أحمــد الجفالــي لبحــوث بيئــة البحــر‬ ‫األحمــر»‪ -‬بوصفــه أحــد األســماء الرائــدة‬ ‫علــى مســتوى العالــم فــي مجــال آثــار‬ ‫تغيــر المنــاخ علــى النظــم اإليكولوجيــة‬ ‫ُّ‬ ‫حاليــا فريق بحث‬ ‫البحريــة‪ .‬ويقــود دوارتي ًّ‬ ‫متعــدد التخصصــات‪ ،‬يــدرس كيــف يمكــن‬ ‫لمحيطــات العالم أن تســاعدنا فــي توفير‬ ‫األمــن الغذائــي وأمــن الميــاه العذبــة‬ ‫لألجيــال الحاليــة والمقبلــة‪.‬‬

‫حدثـن ي عــن دورك ف ي� «جامعــة الملــك عبد‬ ‫هللا للعلــوم والتقنية»‪.‬‬

‫انضممــت إىل «جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫مطلــع عــام ‪ 2015‬أســتاذًا‬ ‫والتقنيــة» (كاوســت)‬ ‫َ‬ ‫ن‬ ‫للعلــوم البحريــة‪ .‬ومنــذ ذلــك الحـ يـ� ُع ِّينــت مديـ ًـرا‬ ‫أ‬ ‫تغــر دوري؛‬ ‫لمركــز بحــوث البحــر الحمــر‪ .‬لقــد ي‬ ‫فأنــا آ‬ ‫الن أمــد جــرا بـ ي ن‬ ‫ـ� البحــث العلمــي والتعليم‬ ‫ً‬ ‫ن‬ ‫منصبــا قياديًّــا‪ .‬إنــ ي أســتمتع‬ ‫أيضــا‬ ‫هنــا‪ ،‬وأتقلــد ً‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫بتطويــر اسـ تـراتيجية تأخــذ المركــز ي� اتجــاه جديــد؛‬ ‫ئ‬ ‫ـا� ف ي� «كاوســت» لمعالجــة‬ ‫إذ أو ُّد التواصــل مــع زمـ ي‬ ‫مشــكالت البيئــات البحريــة‪.‬‬

‫«االستخدام المستمر‬ ‫للبالستيك ‪-‬والوقت‬ ‫الطويل الذي تستغرقه‬ ‫إعادة توزيعه عبر‬ ‫أيضا إلى‬ ‫المحيط‪ -‬يشير ً‬ ‫أن هذا التلوث آخذ في‬ ‫االزدياد»‪.‬‬

‫مــاذا كنــت تفعــل قبــل االنضمــام إىل‬ ‫جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة ؟‬

‫ت‬ ‫ـى‬ ‫منصبــا‬ ‫كنــت أشــغل‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫مزدوجــا‪ ،‬وكنــت فأقســم وقـ ف ي‬ ‫مناصفــة ي ن‬ ‫عمــ� أســتاذًا باح ًثــا ي� إســبانيا ي�‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫ســبا� للبحــوث» الــذي‬ ‫ال‬ ‫«المجلــس الوطــن ي إ‬ ‫ي‬ ‫ينصــب اهتمامــه عــى علــم البيئــة البحريــة وعلــم‬ ‫المحيطــات‪ ،‬وعمــ� ف� ت‬ ‫مديــرا لمعهــد‬ ‫أســراليا‬ ‫ي ي‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫بحــوث جديــد ف ي� «جامعــة غــرب أســراليا» ي� يب�ث‪.‬‬

‫مــا ســبب اختيــارك لجامعــة الملــك عبــد‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة ؟‬ ‫تي�كــز اهتمامــي البحـث ي ف ي� المســاعدة عــى مواجهــة‬ ‫ت‬ ‫الــى تواجــه ش‬ ‫الب�يــة ككل مــن خــال‬ ‫التحديــات ي‬ ‫الحلــول القائمــة عــى المحيطــات‪ .‬وتُعــد إمــدادات‬ ‫الغــذاء لســكان ت ز‬ ‫ي�ايــد عددهــم باســتمرار‪ ،‬والقــدرة‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫ين‬ ‫الباحثــ�‬ ‫ال�نامــج عــدة مئــات مــن‬ ‫اســتخدم ب‬ ‫منــذ أن جــرى وصفــه للمــرة أ‬ ‫الوىل ف ي� أواخــر عــام‬ ‫‪ 2016‬ف ي� دوريــة «أباليد كريســتالوجر ف يا� »‪Journal of‬‬ ‫‪ .Applied Crystallography‬وقــد ســاعد كثـ يـر مــن‬ ‫ين‬ ‫المختصــ� بعلــم البلــورات عــى تحديــث قاعــدة‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ــ�» حــى أصبحــت الن تشــتمل‬ ‫بيانــات «كونتابَ ي ْ‬ ‫ـةٌ‬ ‫ـاع‬ ‫ـ‬ ‫لمس‬ ‫ـ‬ ‫نتيج‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫«إنه‬ ‫ـد‪:‬‬ ‫ـ‬ ‫أرول‬ ‫ـول‬ ‫ـ‬ ‫يق‬ ‫عــى ‪ 71‬ملوثًــا‪.‬‬ ‫ٍ‬ ‫واختــر برنامــج كونتامايــرن‬ ‫مســتمرة»‪.‬‬ ‫جماعيــة‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫لــ� يوضــع عــى خــادم إن�نــت يســمى‬ ‫ً‬ ‫أيضــا ي‬ ‫‪ ،CCP4‬يحتــوي عــى مجموعــة مختــارة بعنايــة مــن‬ ‫ال�مجيــات ذات الصلــة بالبيولوجيــا البنيويــة‪ ،‬وهــو‬ ‫ب‬ ‫رث‬ ‫اســتخداما عــى مســتوى العالــم‪،‬‬ ‫المــوارد‬ ‫أكــ‬ ‫ً‬ ‫وفــق قــول أرولــد‪.‬‬ ‫وإضافــة إىل أ‬ ‫الثــر الــذي تركــه أرولــد وفريقــه عىل‬ ‫دورا حيويًّا‬ ‫ـدول ‪ ،‬فإنهــم يــؤدون ً‬ ‫أيضــا ً‬ ‫فالمسأــتوى الـ ي‬ ‫الوســاط العلميــة المحليــة مــن خــال مهاراتهــم‬ ‫ي�‬ ‫الفريــدة؛ إذ يضــم الفريــق التابــع ل«كاوســت»‬ ‫خــرات ف ي� البيولوجيــا الجزيئيــة‪ ،‬والكيميــاء‬ ‫ب‬ ‫يز‬ ‫والف� يــاء الحيويــة‪ ،‬والمعلوماتيــة‬ ‫الحيويــة‪،‬‬ ‫البيولوجيــة‪ ،‬والحوســبة؛ مــن أجــل اســتقصاء‬ ‫ن‬ ‫ال�وتينــات ووظائفهــا‪ ،‬وهــو الفريــق الوحيــد‬ ‫بــى ب‬ ‫ف‬ ‫ف‬ ‫المنخــرط ي� البيولوجيــا البنيويــة ي� المملكــة العربيــة‬

‫الســعودية‪ ،‬ويقــوم بأعمــال تعاونيــة محليــة مهمــة‬ ‫تحــت شإ�اف عا ِلــم البيولوجيــا البنيويــة أرولــد‪.‬‬ ‫ين‬ ‫باحثــ� مــن‬ ‫حاليــا مــع‬ ‫كمــا يتعــاون الفريــق ًّ‬ ‫التخصص »؛‬ ‫ـد‬ ‫ـ‬ ‫فه‬ ‫ـك‬ ‫«مستشــفى ومركــز أبحاث الملـ‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫الــى تســبب‬ ‫مــن أجــل تحديــد الطفــرات الجينيــة ي‬ ‫أ‬ ‫ـ� السـ ي ن‬ ‫المـراض للمواطنـ ي ن‬ ‫ـعودي�‪ .‬ويســتخدم أرولد‬ ‫خ�تــه‪ ،‬إىل جانــب النمذجــة الحاســوبية‪ ،‬بغيــة فهم‬ ‫ب‬ ‫الســبب الــذي يجعــل طفــرات معينــة تتســبب ف ي�‬ ‫ال�وتينــات‪ .‬يقــول أرولــد‪« :‬إن قــدر‬ ‫خلــل وظائــف ب‬ ‫الـ ضـرر الــذي يمكــن لطفــرة واحــدة أن تُحدثــه أمـ ٌـر‬ ‫يثـ يـر الدهشــة‪ .‬كمــا أنــه يعطينــا فكــرة عــن تعقيــد‬ ‫أجســامنا الــذي ال يمكــن تصـ ُّـوره»‪.‬‬ ‫أ‬ ‫آ‬ ‫ف‬ ‫خــرة‬ ‫كذلــك عمــل أرولــد وفريقــه ي� الونــة ال ي‬ ‫مــع مــارك ت‬ ‫تســر‪ ،‬عا ِلــم النباتــات ف ي� «كاوســت»‪،‬‬ ‫أ‬ ‫دول متنــوع مــن أجــل فهــم الســاس‬ ‫ومــع فريــق ي‬ ‫الجزيــئ إلنتــاج المركبــات الســامة‪ ،‬ت‬ ‫الــى تســمى‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫صابونينــات ‪ ،saponins‬ف ي� بعــض ســاالت نبــات‬ ‫الكينــوا‪ ،‬وليــس جميعهــا (انظــر الصفحــة ‪.)17‬‬ ‫ويتســاءل أرولــد‪« :‬هــل تحتــاج المنطقــة إىل‬ ‫ـ� البنيويـ ي ن‬ ‫مزيــد مــن البيولوجيـ ي ن‬ ‫ـ�؟ ف ي� ر ي يأ� المنحــاز‪،‬‬ ‫الجابــة هــي‪ :‬نعــم‪ ،‬بطبيعــة الحــال‪ .‬وعــى وجــه‬ ‫إ‬ ‫خــراء ف ي� التصويــر‬ ‫الخصــوص‪ ،‬ثمــة حاجــة إىل ب‬

‫ين‬ ‫المكمــل‬ ‫المغناطيــ� النــووي‬ ‫بالرنــ�‬ ‫الطيفــي‬ ‫ِّ‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫لعلــم البلــورات القائــم عــى الشــعة الســينية»‪.‬‬ ‫أيضــا علمــاء البيولوجيــا بزيــادة الوعــي‬ ‫ـوص ً‬ ‫كمــا يـ ي‬ ‫ألهميــة البيولوجيــا البنيويــة ألبحاثهــم‪.‬‬ ‫ـرا‬ ‫يقــول أرولــد‪« :‬لقــد اســتثمرت «كاوســت» كثـ ي ً‬ ‫وبحكمــة ف ي� البيولوجيــا البنيويــة‪ ،‬ومــن الواضــح‬ ‫عمومــا يجــب أن يحظــى‬ ‫أن التصويــر البيولوجــي ً‬ ‫أ‬ ‫بالولويــة‪ .‬إن لدينــا مــوارد ممتــازة‪ ،‬ومــن بينهــا‬ ‫ين‬ ‫المغناطيــ� النــووي‬ ‫بالرنــ�‬ ‫مطيافــان للتصويــر‬ ‫ي‬ ‫اللكـ تـرو�ن‬ ‫بقــدرة ‪ 700‬و‪ 950‬ميجــا هرتــز‪ ،‬والمجهــر إ‬ ‫ي‬ ‫’تيتــان كوريــوس‘»‪.‬‬ ‫قائــا‪« :‬وبرغــم ن‬ ‫ً‬ ‫حاليــا‬ ‫كــو�‬ ‫ويضيــف أرولــد‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫�ن‬ ‫البيولوجــي البنيــوي الوحيــد‪ ،‬فالرجــح أن ي لــن أكون‬ ‫وحــدي لمــدة طويلــة»‪ .‬فثمــة مفاوضات جاريــة ً‬ ‫فعل‬ ‫لجلــب مزيــد مــن المواهــب إىل الجامعــة‪.‬‬ ‫& ‪Hungler, A., Momin, A., Diederichs, K.‬‬ ‫‪Arold, S. T. ContaMiner and ContaBase:‬‬ ‫‪a webserver and database for early‬‬ ‫‪identification of unwantedly crystallized‬‬ ‫‪protein contaminants. Journal of Applied‬‬ ‫‪Crystallography 49, 2252–2258 (2016).‬‬

‫تتبع أنواع البكتيريا الفائقة لرصد مقاومتها للمضادات الحيوية‬ ‫مقاومــة للمضادات الحيويــة تجوب مياه الصــرف بالبلديات‪ ،‬قد يكون لهــا آثار خطيرة‬ ‫اكتشــاف ســالة بكتيرية‬ ‫ِ‬ ‫علــى الصحة العامة‪.‬‬ ‫الزيــادة الشــديدة ف ي� أعــداد ســاالت‬ ‫المقاومــة للمضــادات‬ ‫«البكت�يــا الفائقــة»‬ ‫ي‬ ‫ِ‬ ‫ت‬ ‫ـى تُســتخدم كمــاذ‬ ‫الحيويــة الفعالــة‪ ،‬الـ ي‬ ‫ـرا للصحــة العامة‬ ‫ي‬ ‫أخ�‪ ،‬تشــكل تهديـ ًـدا كبـ ي ً‬ ‫العالميــة وتعــد بمثابــة تســونامي صامــت‪.‬‬ ‫باحثــون مــن جامعــة الملــك عبــد هللا‬ ‫ـرا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت) درســوا أخـ ي ً‬ ‫حــاالت انتشــار أحــد الجينــات المـُــسببة‬ ‫ف‬ ‫البكت�يــا‬ ‫لمقاومــة المضــادات الحيويــة ي� ي‬ ‫ف‬ ‫الموجــودة بمياه الــرف الصحــي ي� مدينة‬ ‫جــدة بالمملكــة العربيــة الســعودية‪.‬‬ ‫اكتشــف هــؤالء الباحثــون أن إالنزيــم‬ ‫أخــرا «نيودلهــي ميتالــو‬ ‫كتشــف‬ ‫الم َ‬ ‫ُ‬ ‫يً‬ ‫ز‬ ‫بيتاالكتامــ� » (‪New Delhi metallo‬‬ ‫ي‬ ‫‪- beta-lactamase (NDM‬الــذي يحملــه‬ ‫ين‬ ‫الجــ� ‪ -blaNDM-1‬يتســبب ف ي� مقاومــة‬

‫البكت�يــا للمضــادات الحيويــة كاربابينيمات‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫الــى تُســتخدم كمــاذ‬ ‫‪ ،carbapenems‬ي‬ ‫أخـ يـر‪ .‬ومــن دون مضــادات الكاربابينيمــات‪،‬‬ ‫تقــل بشــدة قدرتنــا عــى مواجهــة العــدوى‬ ‫ت‬ ‫الــى يُحتمــل أن تكــون فتاكــة‪.‬‬ ‫ي‬ ‫البكت�يــة ي‬ ‫أ‬ ‫ويــزداد الوضــع ســو ًءا بســبب الشــخاص‬ ‫البكت�يا‬ ‫ـرا؛ إذ يمكِّ نــون ي‬ ‫الذيــن يســافرون كثـ ي ً‬ ‫المقاومــة للمضــادات الحيويــة مــن االنتقال‬ ‫نحو أرسع‬ ‫إىل مســافات أبعد واالنتشــار عىل ٍ‬ ‫مــن أي وقــت مــىض ‪.‬‬ ‫تقــول ب ي� ينــج هونــج ‪-‬أســتاذ العلــوم‬ ‫والهندســة البيئية المســاعد‪ ،‬والعضو بمركز‬ ‫الجامعة لتحليــة المياه وإعادة اســتخدامها‪،‬‬ ‫ت‬ ‫والــى قــادت الفريــق البحــث ي ‪« :-‬ســجلت‬ ‫ي‬ ‫المستشــفيات عــر دول الخليــج زيــاد ًة �ف‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫بالبكت�يــا المنتجة‬ ‫أعــداد الحــاالت المصابة‬ ‫ي‬

‫للإنزيــم ‪ .»NDM‬وتضيــف قائلــةً ‪« :‬بدأنــا‬ ‫نتســاءل عمــا إذا كانــت العوامــل الممرضــة‬ ‫القابلــة للحيــاة الحاملــة للإنزيــم ‪NDM‬‬ ‫تجــوب المجتمعــات المحليــة بوجودهــا ف ي�‬ ‫شــبكات ميــاه الــرف الصحــي ف ي� مدينــة‬

‫تتبع خلية واحدة له آثار ملحوظة على‬ ‫ُّ‬ ‫تطوير عالجات موجهة لمكافحة‬ ‫األمراض االلتهابية‪ ،‬مثل الصدفية‬ ‫والتهاب المفاصل الروماتويدي‪.‬‬

‫جــدة‪ .‬كمــا كنا مهتمـ ي ن‬ ‫ـ� بمعرفــة مــا إذا كانت‬ ‫البكت�يــا المســببة للمرض‬ ‫مســتويات هــذه ي‬ ‫قــد ارتفعــت ف� أثنــاء موســم الحــج‪ ،‬حـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫ي‬ ‫يتوافــد ماليـ ي ن‬ ‫ـ� ش‬ ‫الب� عــى المملكــة العربية‬ ‫الســعودية مــن جميــع أنحــاء العالــم»‪.‬‬ ‫ف ي� مدينــة جــدة‪ ،‬يُعالَــج نحــو ‪%50‬‬ ‫فقــط مــن ميــاه الــرف ف ي� محطــات مركزية‬ ‫ق‬ ‫ـا� ُفيعا َلــج جز ًّئيــا‬ ‫للــرف الصحــي‪ ،‬أمــا البـ ي‬ ‫ف ي� خزانــات ترســيب ثــم يجــري التخلص منه‬ ‫ف ي� البيئــة‪.‬‬ ‫اســتخدم فريــق هونــج معــدات‬ ‫مختــر العلــوم الحيويــة‬ ‫متطــورة ف ي�‬ ‫ب‬ ‫ـ� بالجامعــة لتحليــل ميــاه الــرف‬ ‫الرئيـ ي‬ ‫القادمــة مــن محطــة المعالجــة بجــدة عىل‬ ‫مــدار عــام‪ .‬وباســتخدام تقنيــة جزيئيــة‪،‬‬ ‫عــرث الفريــق عــى مــا يصــل إىل ‪104‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪15 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫ستيفان أرولد (في اليسار) وفريقه‬ ‫حيويا في األوساط‬ ‫دورا‬ ‫ًّ‬ ‫يؤدون ً‬ ‫العلمية المحلية من خالل التعاون‬ ‫مع مجموعات بحث أخرى في‬ ‫المملكة العربية السعودية‪.‬‬

‫الجمع بين التخصصات يســاعد‬ ‫في حــل لغز البروتين‬ ‫عمل مجموعة صغيرة متخصصة في كشف ألغاز البروتينات‬ ‫ينطوي على آثار بالغة األهمية‬

‫‪ 14‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫لقــد عمــل فريــق أرولــد مــن دون كلــل عــى‬ ‫تجميــع قاعــدة بيانــات أوليــة تســمى «كونتابَ ي ْ ز‬ ‫ــ�»‬ ‫ملوثًــا معروفًــا‪ .‬يقــول أرولــد‪:‬‬ ‫‪ ContaBase‬لـــ‪ِّ 62‬‬ ‫«إن الملوثــات مشــكلة معروفــة‪ ،‬لكنهــا لــم تُعــ َط‬ ‫أ‬ ‫كشــف»‪.‬‬ ‫ـرا مــن حــاالت التلــوث لــم تُ َ‬ ‫حقهــا؛ لن كثـ ي ً‬ ‫وحــى ف� الحــاالت ت‬ ‫ت‬ ‫الــى جــرى فيهــا تحديــد‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫نــر؛ لنأ‬ ‫الملوثــات‪ ،‬لــم تكــن تلــك المعلومــات تُ ش‬ ‫غالبــا مــا‬ ‫التجربــة كانــت تُ ُّ‬ ‫عــد فاشــلة‪ .‬فالباحثــون ً‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫الن�نــت‬ ‫يذكــرون حــاالت التلــوث ي� منتديــات عــى إ‬ ‫بـ ً‬ ‫ـدل مــن شن�هــا ف ي� دوريــات تعتمــد عــى مراجعــات‬ ‫أ‬ ‫القـران‪ .‬ويضيــف أرولــد ً‬ ‫قائل‪« :‬لهــذا الســبب‪ ،‬لم‬ ‫تكــن لــدى أحــد فكــرة جيــدة عــن عــدد الملوثــات‬ ‫ت‬ ‫تتكــون وتتبلور»وقــد‬ ‫الــى يمكــن أن‬ ‫َّ‬ ‫وعــن تلــك ي‬ ‫آ‬ ‫غــر كونتامايــرن ذلــك؛ فــالن يســتطيع الباحثــون‬ ‫ي َّ‬ ‫تقديــم بيانــات تناثُــر أ‬ ‫الشــعة الســينية إليــه يك‬ ‫يقارنهــا بمحتويــات قاعــدة بيانــات قابلــة للتحديــث‬ ‫للملوثــات المعروفــة‪ .‬ويــردف أرولــد‪« :‬إذا ُو ِجــد‬ ‫ملــوث‪ ،‬فــإن كونتامايــرن يســتطيع كشــفه عــاد ًة ف ي�‬ ‫غضــون ‪ 5‬دقائــق إىل ‪ 15‬دقيقــة»‪.‬‬

‫‪2017 K AUST ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫ن‬ ‫كونتامايــر ‪ ContaMiner‬هــو برنامــج مفتــوح‬ ‫طــوره فريــق‬ ‫المصــدر عــى شــبكة الويــب‪َّ ،‬‬ ‫فريــد متعــدد التخصصــات ف ي� جامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ .‬ويســاعد‬ ‫ين‬ ‫للباحثــ�‬ ‫توفــر الوقــت‬ ‫حاليــا ف ي�‬ ‫ي‬ ‫هــذا ب‬ ‫ال�نامــج ًّ‬ ‫حــول العالــم‪.‬‬ ‫يقــول ســتيفان أرولــد أ‬ ‫الســتاذ المســاعد ف ي�‬‫«كاوســت»‪« :-‬إىل أي مــدى تســتطيع فهــم ســيارة‬ ‫وإصالحهــا إذا لــم تكــن لديــك صــورة تفصيليــة عمــا‬ ‫ال�وتينــات هــي‬ ‫يحــدث تحــت غطــاء المحــرك‪ .‬إن ب‬ ‫محــركات الحيــاة‪ :‬فأداؤهــا لوظائفَهــا أو حــدوث‬ ‫خلــل ف ي� أداء تلــك الوظائــف إمــا يصنــع الحيــاة أو‬ ‫أ‬ ‫ال�وتينات‬ ‫ينهيهــا‪ .‬وكل سلســلة حمــض نــووي لحــد ب‬ ‫تنطــوي عــى بنيــة خاصــة ثالثيــة أ‬ ‫البعــاد ض�وريــة‬ ‫لدعــم أداء وظيفتــه‪ .‬فــإذا كنــت تريــد فهــم وظيفــة‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬أو التأثـ يـر عليهــا‪ ،‬أو هندســتها‪ ،‬فعليك أن‬ ‫ب‬ ‫أ‬ ‫تعــرف بنيتــه ثالثيــة البعــاد»‪.‬‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ�‬ ‫تبــدأ عمليــة تحديــد البنيــة بتنقيــة ب‬ ‫قصــف‬ ‫موضــوع الفحــص وبل َْورتــه‪ .‬وبعــد ذلــك تُ َ‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� بأشــعة ســينية شــديدة القــوة‪ ،‬تتناثر‬ ‫بلــورة ب‬

‫ش‬ ‫ف ي� اتجاهــات مختلفــة معطيــةً‬ ‫مــؤ�ا عــى بنيتهــا‪.‬‬ ‫ً‬ ‫ثــم يُجــري الباحثــون عمليــة «اســتبدال جزيــئ ي »‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫تقــارن بـ ي ن‬ ‫ـ� المســتهدفة والبـ نـى ثالثية‬ ‫ـ� بلــورة ب‬ ‫أ ِ‬ ‫البعــاد بل�وتينــات أخــرى مشــابهة معروفــة‪.‬‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ� بب�وتينــات‬ ‫لــ� يقــارن الباحثــون ب‬ ‫لكــن ي‬ ‫ً‬ ‫مشــابهة‪ ،‬عليهــم أول معرفــة كيفيــة ترتيــب أحماضــه‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫الباحثــ�‬ ‫المينيــة‪ .‬ويســتطيع كونتامايــرن مســاعدة‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ�‬ ‫عــى تحديــد مــا إذا كانــوا ينظــرون إىل ب‬ ‫الصحيــح منــذ البدايــة‪.‬‬ ‫وتــ�ن‬ ‫يقــول أرولــد‬ ‫ال� ي‬ ‫موضحــا‪« :‬قــد ال يكــون ب‬ ‫ً‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� الــذي كنــا نظنــه‪ ،‬وإنمــا‬ ‫الــذي بل َْورنــاه هــو ب‬ ‫للملوثــات القائمــة‬ ‫تلــوث مجهــول»‪ .‬إذ يمكــن ِّ‬ ‫هــو ُّ‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ً‬ ‫ـ� موضع‬ ‫ـن‬ ‫ـ‬ ‫م‬ ‫بدل‬ ‫ـور‬ ‫ـ‬ ‫تتبل‬ ‫أن‬ ‫ـات‬ ‫ـ‬ ‫وتين‬ ‫ال�‬ ‫ب‬ ‫عــى ب‬ ‫رث‬ ‫الدراســة‪ ،‬أو معــه‪ ،‬أكـ بكثـ يـر ممــا كان يُظ َُّن ســابقًا‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫ويمكــن لتلــك ِّ‬ ‫الملوثــات أن تـ ي‬ ‫ـأ� مــن فالكائنــات الـ ي‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� أصـ ًـا‪ ،‬أو أن تنتــج ي� أثنــاء عمليــة‬ ‫أنتجــت ب‬ ‫التنقيــة أو الب ْلـ َـورة‪.‬‬ ‫شــهورا‬ ‫«كثــرا مــا يهــدر العلمــاء‬ ‫يقــول أرولــد‪:‬‬ ‫ً‬ ‫يً‬ ‫مــن العمــل قبــل تحديــد الخطــأ وتحديــد هويــة‬ ‫ال� ي ن‬ ‫ْــوروه مــن دون قصــد»‪.‬‬ ‫ملــوث ب‬ ‫وتــ� الــذي بل َ‬

‫ودول‬ ‫ي‬ ‫محل ي‬ ‫تأث� ي‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫نبات «الكينوا»‪..‬‬ ‫قادر على الصمود في البيئات‬ ‫القاسية ويفتح المجال لتغذية‬ ‫سكان العالم‬ ‫ً‬ ‫أخيرا في السعودية أول عملية‬ ‫باحثا من ‪ 4‬قارات يكملون‬ ‫‪33‬‬ ‫ً‬ ‫تسلسل عالي الجودة لجينوم نبات الكينوا مما يطرح إمكانية جديدة‬ ‫ٍ‬ ‫لتحقيق األمن الغذائي العالمي‬

‫اكتشافات كاوست ‪17 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬ ‫نُ َســخ مــن ي ن‬ ‫الجــ� ‪ blaNDM-1‬ف ي� كل‬ ‫ت‬ ‫مــر مكعــب مــن ميــاه الــرف‪ .‬تباينــت‬ ‫ن‬ ‫الجــ� عــى مــدار العــام‪ ،‬إال أنهــا‬ ‫وفــرة ي‬ ‫لــم تــزد ف ي� أثنــاء موســم الحــج‪ ،‬ممــا يشـ يـر‬ ‫ين‬ ‫ش‬ ‫منتــرا‬ ‫الجــ� ‪ blaNDM-1‬كان‬ ‫إىل أن‬ ‫ً‬ ‫بالفعل بـ ي ن‬ ‫البكت�يــا المحلية‪.‬‬ ‫ـ� مجتمعــات ي‬

‫مث�ة‬ ‫نتائج ي‬

‫معا بحيث ُيبقيان الجينوم تحت السيطرة‬ ‫بروتينان ينتجهما جين واحد يتفاعالن ً‬

‫ث‬ ‫دول تقــوده جامعــة الملك عبد‬ ‫اكتشــف فريــق بحـ ي ي‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬آليــةً فــوق جينيــة‬ ‫تنظــم النشــاط الجيــن ي ‪ ،‬مــن خــال دراســة أجراهــا‬ ‫حــول التفاعــات الـ تـى تحــدث بـ ي ن‬ ‫ـ� الجينــوم البـ شـري‬ ‫والبيئــة المحيطــة بـ يـه داخــل أ‬ ‫النســجة البالغــة‪.‬‬ ‫فالــرو أورالنــدو‬ ‫يــدرس‬ ‫ال�وفيســور ي‬ ‫مختــر ب‬ ‫ب‬ ‫بالجامعــة دور ي ن‬ ‫الجــ� ‪ ،Ezh1‬الــذي ظلــت وظيفتــه‬ ‫داخــل أ‬ ‫النســجة البالغــة يغ� واضحــة خمســة ش‬ ‫وع�ين‬ ‫يرمــز الجـ ي ن‬ ‫عامــا‪ .‬وشــأنه شــأن توأمــه الجـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫ـ� ‪ّ .Ezh2‬‬ ‫ً‬ ‫ن‬ ‫‪ ،Ezh1‬باالســتعانة بب�وتـ ي ن‬ ‫وت� يُسـ ِـهم‬ ‫ـ� مرافــق لــه‪ ،‬بل� ي‬ ‫ف� وســم الجينــات لتثبيــط نشــاطها‪ .‬بيــد أنــه ف� حـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ارتبطــت الطفرات ف� الجـ ي ن‬ ‫بالصابــة بالرسطان‪،‬‬ ‫ـ� ‪ Ezh2‬إ‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫رئ‬ ‫ـى تفتقر‬ ‫وبعيــوب خلقيــة ي� النمو‪ ،‬بــدا نمو الفـ ان الـ ي‬ ‫إىل ي ن‬ ‫طبيعيــا‪.‬‬ ‫الجــ� ‪Ezh1‬‬ ‫ًّ‬ ‫�ض‬ ‫ن‬ ‫ف ي� المــا ي ‪ ،‬شــاهد فريــق أورالنــدو بال�وتـ يـ� ‪Ezh1‬‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫مرتب ًطــا بالمحفـ فـز الخــاص بالكثـ يـر مــن الجينــات الـ ي‬ ‫طبيعيــا ي� وضــع التشــغيل‪ .‬قــال أورالنــدو‪:‬‬ ‫توجــد‬ ‫ًّ‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ� الكابــت النموذجــي فــوق‬ ‫«شــاهدنا هــذا ب‬ ‫الجي ـن ي وهــو يعــوق الجينــات النشــطة عــن العمــل‪،‬‬ ‫وفرسنــا ذلــك بأن لــه القــدرة عــى تثبيطهــا»‪ .‬ت‬ ‫وباف�اض‬ ‫أن إخمــاد ي ن‬ ‫التعــرض‬ ‫مفيــدا عنــد‬ ‫الجــ� ربمــا يكــون‬ ‫ً‬ ‫ُّ‬ ‫ئ‬ ‫كيميا�‪،‬‬ ‫عرض الفريــق خاليا عضليــة إلجهــاد‬ ‫ي‬ ‫للإجهــاد‪َّ ،‬‬ ‫والحــظ أن تو ُّقــف النشــاط الجيـن ي اقتــر عــى الخاليا‬ ‫الـ تـى يجــري بهــا التعبـ يـر الجي ـن للجـ ي ن‬ ‫فعــل‬ ‫ـ� ‪َّ .Ezh1‬‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫إالجهــاد نشــاط الجـ ي ن‬ ‫ـ� ‪ ،Ezh1‬الــذي تــوىل بدوره وســم‬ ‫مثبطة للنشــاط الجيـن ي يمكــن إزالتها‬ ‫الجينــات بوســوم ِّ‬ ‫فيمــا بعــد‪.‬‬ ‫بلــغ الفريــق نقطــة التحــول ف� فهــم الجـ ي ن‬ ‫ـ� ‪Ezh1‬‬ ‫ي‬ ‫عندمــا اكتشــف نســخةً مبتــور ًة مــن بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ�‪ .‬فجينــات‬ ‫كثــرة ترمــز لنســخ عــدة مــن بال�وتينــات لهــا‬ ‫شب�يــة ي‬ ‫نموذج تخطيطي لوظيفة البروتين‬ ‫‪ Ezh1B‬داخل العصارة الخلوية لخاليا‬ ‫عضلية متمايزة تالية لالنقسام الفتيلي‪.‬‬

‫نفــس الخاصيــة ولكنهــا تحمــل اختالفــات طفيفــة‪،‬‬ ‫وتعــرف أ‬ ‫بـ«الشــكال إالســوية» (‪)Isoforms‬‬ ‫ُ َ‬ ‫متذكــرا‪« :‬بمجــرد إعــادة توجيــه‬ ‫أورالنــدو‬ ‫قــال‬ ‫أً‬ ‫القــر مــن بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬فهمنــا‬ ‫أنظارنــا صــوب النســخة‬ ‫أ‬ ‫عىل الفــور العديــد من الشــياء»‪ .‬فإن الشــكل إالســوي‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ� كان موجــو ًدا ف ي� الســيتوبالزم‬ ‫المبتــور مــن ب‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫وليــس داخــل النــواة‪ ،‬وأثبــت الفريق أنــه يعمــل بم�لة‬ ‫جهــاز استشــعار بي ـئ ينظــم نشــاط بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� مكتمــل‬ ‫ي‬ ‫ـ� ‪ Ezh1‬إىل بروتـ ي ن‬ ‫الطــول‪ .‬يحتــاج الجـ ي ن‬ ‫ـ� مرافــق حـ تـى‬ ‫يَ ِســم الجينــات‪ ،‬إال أن الشــكل إالســوي القصـ يـر يرتبط‬ ‫بال� ي ن‬ ‫وتــ� المرافــق ويحتجــزه داخــل الســيتوبالزم‬ ‫ب‬ ‫ف‬ ‫وكأنــه «يبقيــه تحــت الســيطرة»‪ .‬ي� الخاليــا المعرضــة‬ ‫للإجهاد‪ ،‬يتحلل الشــكل إالســوي ويطلــق رساح بال� ي ن‬ ‫وت�‬ ‫المرافــق لينضــم إىل بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� مكتمــل الطــول داخــل‬ ‫النــواة‪ .‬وبمجــرد أن يتوقــف عامــل إالجهــاد‪ ،‬يعــود‬ ‫القص� مــن بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� ‪ Ezh1‬إىل احتجاز‬ ‫الشــكل إالســوي‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫بال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� المرافــق‪ ،‬ممــا يمنــع بال�وتـ يـ� الطويــل ‪-‬الــذي‬ ‫ن‬ ‫ينتجــه الجـ يـ� ‪ Ezh1-‬مــن العمــل‪.‬‬ ‫تكشــف هــذه النتائــج عــن جانــب جديــد مــن‬ ‫ين‬ ‫للباحث� الستكشــافه؛ إذ تحدث‬ ‫التنظيــم الجي�ن ي متــاح‬ ‫ب� أ‬ ‫الشــكال إالســوية الـ تـى ينتجها جـ ي ن‬ ‫تفاعالت ي ن‬ ‫ـ� واحد‬ ‫ي‬ ‫بـ ً‬ ‫ـدل مــن جينــات مختلفــة‪ .‬وقــال أورالنــدو‪« :‬يقــدم‬ ‫نموذجــا جديـ ًـدا للتنظيــم الجيـن ي ‪ ،‬يربط‬ ‫هــذا الكشــف‬ ‫ً‬ ‫بـ ي ن‬ ‫ـ� الجينــوم والبيئــة‪ .‬إنــه منظــور مشـ ِّـوق للغايــة»‪.‬‬ ‫‪Bodega, B., Marasca, F., Ranzani, V., Cherubini, A.,‬‬ ‫‪Della Valle, F... Orlando, V. A cytosolic Ezh1 isoform‬‬ ‫‪modulates a PRC2-Ezh1 epigenetic adaptive‬‬ ‫& ‪response in postmitotic cells. Nature Structure‬‬ ‫‪Molecular Biology 24, 444–452 (2017).‬‬

‫اﻟﺘﻌﺮﻳﺾ ﻟﻠﻀﻤﻮر ‪H 2 O 2 +‬‬ ‫‪EED‬‬

‫‪Mantilla-Calderon, D., Jumat, M.R.,‬‬ ‫‪Wang, T., Ganesan, P., Al-Jassim,‬‬

‫‪EED‬‬ ‫‪EZH1ß‬‬

‫‪EZH1ß‬‬

‫‪N., & Hong, P-Y. Isolation and‬‬ ‫‪EED‬‬

‫‪characterization of NDM-positive‬‬

‫‪EED‬‬

‫‪EED‬‬

‫‪Escherichia coli from municipal‬‬

‫‪SUZ12‬‬

‫‪EZH1A SUZ12‬‬

‫‪EZH1A‬‬

‫‪wastewater in Jeddah, Saudi‬‬ ‫‪Arabia. Antimicrobial Agents and‬‬ ‫‪Chemotherapy 60, 5223–5231 (2016).‬‬ ‫اﻟﻌﺼﺎرة‬ ‫اﻟﺨﻠﻮﻳﺔ‬

‫‪ 16‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫اﻟﻨﻮاة‬

‫اﻟﻌﺼﺎرة‬ ‫اﻟﺨﻠﻮﻳﺔ‬ ‫‪M3‬‬

‫اﻟﺘﻌﺎﻓﻲ‬

‫اﻟﻨﻮاة‬

‫‪SOURCE: K AUST / IVAN GROMICHO‬‬

‫عندمــا توصــل الفريــق إىل إحــدى‬ ‫البكت�يــا ش‬ ‫إي�شــيا كــوالي تســمى‬ ‫ســاالت ي‬ ‫‪ PI7‬ت‬ ‫ن‬ ‫الجــ�‪ ،‬أجــروا‬ ‫والــى كانــت تحمــل‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫دراســات جينوميــة عليهــا‪ ،‬تمخضــت عنهــا‬ ‫مثــرة للقلــق‪.‬‬ ‫نتائــج ي‬ ‫ئيــ� ف ي� الدراســة‪،‬‬ ‫يقــول الباحــث الر ي‬ ‫وهــو طالــب الدكتــوراة ديفيــد مانتيــا‬ ‫«البكت�يــا إي‪ .‬كــوالي ‪PI7‬‬ ‫كالديــرون‪:‬‬ ‫ي‬ ‫منظمــا داخــل‬ ‫تمتلــك نمــط مقاومــة‬ ‫ً‬ ‫تركيــب ور ث يا� يشــبه ذلــك الــذي اك ُت ِشــف‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫البكت�يــا ف ي�‬ ‫ي� أحــد النــواع الخــرى مــن ي‬ ‫تايــوان‪ .‬وهــذا يســلط الضــوء عــى تن ُّقــل‬ ‫ث‬ ‫ت‬ ‫عالميــا‪ .‬وال يقتــر‬ ‫هــذا ال�كيــب الــور يا� ًّ‬ ‫أ‬ ‫المــر عــى ذلــك‪ ،‬بــل إن إي‪ .‬كــوالي ‪PI7‬‬ ‫تُبــدي مقاومــةً ضــد مجموعــة كبـ يـرة مــن‬ ‫المضــادات الحيويــة‪ ،‬كمــا تشــجع تركيبتها‬ ‫الجينيــة عــى انتقــال ي ن‬ ‫جــ� المقاومــة إىل‬ ‫تشــر النتائــج‬ ‫بكت�يــا أخــرى»‪ .‬وكذلــك ي‬ ‫ي‬ ‫البكت�يــا إي‪ .‬كــوالي ‪ PI7‬تبقــى‬ ‫إىل أن‬ ‫ي‬ ‫حيــة وإن قطعــت مســافات طويلــة عـ بـر‬ ‫شــبكات الــرف الصحــي‪ ،‬ممــا يطــرح‬ ‫تســاؤالت حــول قدرتهــا المحتملــة عــى‬ ‫الصمــود ف ي� البيئــة‪.‬‬ ‫ض‬ ‫وتقــول هونــج أنــه مــن الــروري‬ ‫إجـراء المزيــد مــن الدراســات حــول مــدى‬ ‫ين‬ ‫الجــ� ‪ blaNDM-1‬ف ي� البيئــة‪،‬‬ ‫صمــود‬ ‫كمــا شــددت عــى أهميــة تطويــر البنيــة‬ ‫التحتيــة لمعالجــة ميــاه الــرف الصحــي‬ ‫الم ْم ِرضــة‬ ‫والمراقبــة الدقيقــة للعوامــل ُ‬ ‫داخــل شــبكات المعالجــة‪.‬‬

‫رصد بروتين قصير منَ ِّظم للنشاط الجيني‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫نظرة في‬ ‫مستقبل الزراعة‬ ‫يســعى عالــم النباتــات الشــغوف مــارك تســتر إلــى إجــراء‬ ‫يومــا مــا فــي‬ ‫بحــوث مبتكــرة علــى نباتــات يمكــن أن تُ‬ ‫ســهم ً‬ ‫ِ‬ ‫إطعــام العالــم‪.‬‬

‫جهة اليسار‪ :‬العديد من المشاركين في الدراسة محاطين بنبات الكينوا‬ ‫في المختبر الرئيسي للمستنبتات الزجاجية‪ .‬من اليسار إلى اليمين‬ ‫(في الصف الخلفي)‪ :‬البروفيسور مارك تستر‪ ،‬األستاذ المساعد سالم‬ ‫البابلي‪ ،‬الدكتور ديفيد إي‪ .‬جارفيس‪ ،‬الدكتور داميين جيه‪ .‬اليتفوت‪،‬‬ ‫والدكتور هاجيمي أوهياناجي‪( ،‬في الصف األوسط) الدكتورة ساندرا‬ ‫إم‪ .‬شموكل‪ ،‬الدكتور كاتسوهيكو مينيتا‪ ،‬جي جاو‪ ،‬وسونيا نيجراو‪( ،‬في‬ ‫الصف األمامي) نهى صابر‪ ،‬وآفاق مؤمن (لم يظهر في الصورة‪:‬‬ ‫الدكتور زيوجي جو‪ ،‬والدكتور ناجح خارباتيا)‪.‬‬ ‫جهة اليمين‪ :‬عضوا هيئة التدريس والمشاركان في الدراسة‪ ،‬األستاذ‬ ‫المساعد ستيفان تي‪ .‬أرولد والبرفيسور تاكاشي جوجوبوري‪ ،‬من مركز‬ ‫أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية‪.‬‬

‫تعرف إلى الفريق‬ ‫َّ‬

‫ن‬ ‫خــرات ضمــت ش‬ ‫ع�يــن عا ِل ًمــا‬ ‫شــارك ف ي� هــذا العمــل‬ ‫التعــاو� ب‬ ‫ي‬ ‫مــن جميــع أ‬ ‫ف‬ ‫القســام الثالثــة ي� جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫ت‬ ‫ين‬ ‫بحثيــ� ومرافــق ثالثــة‬ ‫والــى تشــمل مركزيــن‬ ‫والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬ي‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫ـارك� ي� الدراســة‬ ‫مختـ بـرات رئيســة‪ .‬وعــى الرغــم مــن أن أغلــب المشـ ي‬ ‫ين‬ ‫مدعوم� من‬ ‫ينتســبون إىل «مبــادرة الزراعــة الصحراوية»‪ ،‬فقــد كانــوا‬ ‫ن ف‬ ‫ـ� للمســتنبتات الزجاجيــة» و»مركز‬ ‫المتخصصـ يـ� ي� أ«المختـ بـر الرئيـ ي‬ ‫بحــوث البحــر الحمــر»‪ ،‬وكالهمــا تابـ ٌـع لقســم العلــوم والهندســة‬ ‫البيولوجيــة والبيئيــة‪.‬‬ ‫وعــاوة عــى ذلــك‪ ،‬فــإن الحجــم الهائــل لبيانــات المـ شـروع‬ ‫شــكَّل تحديــاً اســتدعى االســتعانة بإســهامات ملحوظــة مــن‬ ‫ين‬ ‫المتخصص� بقســم العلــوم والهندســة الحاســوبية‬ ‫العديــد مــن‬ ‫ـ� للتصويــر‬ ‫ـ‬ ‫ئي‬ ‫ر‬ ‫ال‬ ‫ـر‬ ‫ـ‬ ‫المخت‬ ‫ـم‬ ‫ـ‬ ‫يض‬ ‫ـذي‬ ‫ـ‬ ‫ال‬ ‫ـابية‪،‬‬ ‫ـ‬ ‫والحس‬ ‫والكهربائيــة‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫والتوصيــف‪ .‬إال أنــه لــم يكــن لهــذا العمــل أن يكتمــل مــن دون‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ـ� للكيميــاء التحليليــة‬ ‫ـى أُجريــت ي� المختـ بـر الرئيـ ي‬ ‫التحاليــل الـ ي‬ ‫بالجامعــة‪.‬‬ ‫وجــاء ش‬ ‫نــر هــذا العمــل ف ي� دوريــة ‪ Nature‬ليمثــل ثمــر ًة‬ ‫لجهــود خمســة مــن أعضــاء هيئــة التدريــس ف ي� «كاوســت» وعــدد‬ ‫ين‬ ‫مــن باحـث مــا بعــد الدكتــوراه‪ ،‬وباحثـ ي ن‬ ‫وأخصائي�‬ ‫ـ� مســاعدين‪،‬‬ ‫ي‬ ‫رث‬ ‫تقنيـ ي ن‬ ‫ـى مختـ بـرات‪ ،‬وطــاب دراســات عليــا مــن أكـ مــن‬ ‫ـ�‪ ،‬وفنـ يي‬ ‫‪ 10‬جنســيات مختلفــة‪.‬‬

‫ت‬ ‫تســر ‪-‬أســتاذ علــم‬ ‫يقــول مــارك‬ ‫لــدي اعتقــاد‬ ‫النباتــات‪« :-‬كان‬ ‫َّ‬ ‫ت‬ ‫طفولــى بأننــا ال بــد أن‬ ‫قــوي منــذ ف ي‬ ‫ت‬ ‫نــرك العالــم ي� وضــع أفضــل ممــا‬ ‫أ‬ ‫وجدنــاه عليــه‪ .‬وهــذا أحــد الســباب‬ ‫ت‬ ‫الــى دعتــن ي الختيــار هــذا المجــال‪.‬‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫وبصفــى عالــم نباتــات‪ ،‬أرى أن‬ ‫الهــدف ي أ‬ ‫وإلهامــا‬ ‫ال كــرث صعوبــة‬ ‫ً‬ ‫توفــر‬ ‫الســهام ف ي�‬ ‫وتأثــرا هــو إ‬ ‫ي‬ ‫يً‬ ‫أ‬ ‫الغــذاء لجميــع ســكان الرض»‪.‬‬ ‫ت‬ ‫تســر‬ ‫وقــد رســمت أبحــاث‬ ‫بالفعــل طريقًــا نحــو تحقيــق هــذا‬ ‫تســر ف� ت‬ ‫ت‬ ‫أســراليا‪،‬‬ ‫الهــدف‪ .‬نشــأ‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫و� المملكــة المتحــدة‬ ‫وعمــل فيهــا ي‬ ‫تخرجــه ف ي� ثمانينيــات القــرن‬ ‫منــذ ُّ‬ ‫الع�يــن‪ .‬وقبــل أن ينتقــل ت‬ ‫ش‬ ‫تســر‬ ‫إىل جامعــة الملــك عبــد هللا للعلوم‬ ‫والتقنيــة (كاوســت) ف ي� عــام ‪،2013‬‬ ‫نجــح ف ي� تصميــم وإنشــاء معجــل‬ ‫نباتــات بجامعــة أديليــد ف ي� أسـ تـراليا‪.‬‬ ‫تتيــح هــذه المنشــأة الفريــدة مــن‬ ‫نوعهــا للعلمــاء زراعــة آالف النباتات‬ ‫ف ي� نفــس مراحــل النمــو‪ ،‬ورصــد‬ ‫تأثــر الفــروق الدقيقــة ف ي�‬ ‫كيفيــة ي‬ ‫العوامــل البيئيــة والوراثيــة عــى‬ ‫إنتاجيتهــا وصحتهــا‪.‬‬ ‫ت‬ ‫خ�اتــه ف ي�‬ ‫يســتند‬ ‫تســر إىل ب‬ ‫طيــف واســع مــن المجــاالت‪ ،‬بــد ًءا‬ ‫مــن فســيولوجيا النبــات وبيولوجيــا‬ ‫ا لخليــة ‪ ،‬وا نتهــا ًء با لمشــاريع‬ ‫ت‬ ‫الــى تســتخدم أحــدث‬ ‫البحثيــة ف ي‬ ‫مجــال ا لورا ثــة‬ ‫ا لتقنيــا ت ي�‬ ‫ي‬ ‫وجينــوم النباتــات‪ .‬وهــو يقــود‬ ‫حاليــا أ‬ ‫ت‬ ‫الــى تهــدف‬ ‫ال بحــاث‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫إىل تحديــد الجينــات الساســية‬ ‫تحمــل النبــات‬ ‫المســؤولة عــن ُّ‬

‫للملوحــة ف ي� «كاوســت»‪ .‬ويمكــن‬ ‫للتالعــب ف ي� هــذه الجينــات أن‬ ‫يغـ يـر مــن قــدرة محاصيــل محــددة‬ ‫عــى النمــو واالزدهــار ف ي� تربــة‬ ‫ســيئة أو ف ي� ظــل الملوحــة‪.‬‬ ‫ت‬ ‫يز‬ ‫تركــ�‬ ‫«ينصــب‬ ‫تســر‪:‬‬ ‫يقــول‬ ‫ُّ‬ ‫ث‬ ‫حاليــا عــى ثالثــة‬ ‫ًّ‬ ‫فريقــي البحــ ي‬ ‫مجــاالت أساســية‪ً .‬‬ ‫أول ‪ ،‬نهــدف‬ ‫إىل زيــادة قــدرة بعــض النباتــات‬ ‫الشــائعة‪ ،‬ت‬ ‫الــرد‪،‬‬ ‫الــى تتحمــل ب‬ ‫ي‬ ‫تحمــل الملوحــة‪ .‬فعــى ســبيل‬ ‫عــى ُّ‬ ‫مؤخــرا ف ي� تحديــد‬ ‫نجحنــا‬ ‫المثــال‪،‬‬ ‫المواضــع الجينيــة ً أ‬ ‫ال ساســية‬ ‫ِ‬ ‫المســؤولة عــن القــدرة المرتفعــة‬ ‫تحمــل الملوحــة ف ي� ســاالت‬ ‫عــى ُّ‬ ‫مختلفــة مــن الشــع� أ‬ ‫ثانيــا‪،‬‬ ‫رز‪.‬‬ ‫وال‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫ت‬ ‫تز‬ ‫الــى‬ ‫نهــدف إىل اســ�راع النباتــات ي‬ ‫تتحمــل الملوحــة العاليــة بحيــث‬ ‫ت‬ ‫عاليــا‬ ‫تنمــو وتزدهــر‬ ‫وتــؤ� ً‬ ‫إنتاجــا ً‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫حــى ف ي� ظــل ظــروف قاســية‪ .‬وقــد‬ ‫مؤخرا عــن أول عملية َسلســلة‬ ‫أبلغنــا‬ ‫ً‬ ‫عالية الجــودة لجينوم نبــات الكينوا‪،‬‬ ‫وستســاعدنا النتائــج عــى فهــم‬ ‫كيفيــة نمــو النبــات ونضجــه وإنتاجه‬ ‫البــذور‪ ،‬ممــا ســيتيح لنــا ف ي� النهايــة‬ ‫النتاجيــة‬ ‫عــال إ‬ ‫إنتــاج نبــات كينــوا ي‬ ‫التحمــل»‪.‬‬ ‫وشــديد‬ ‫ُّ‬ ‫وعــن طريــق اســتكمال هذيــن‬ ‫ت‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫تســر‬ ‫البحثيــ�‪ ،‬يأمــل‬ ‫الخيطــ�‬ ‫كذلــك ف ي� تســهيل ري المحاصيــل‬ ‫جزئيــا‪.‬‬ ‫باســتخدام الميــاه المحـ َّـاة ًّ‬ ‫ويمكــن تحقيــق ذلــك عــن طريــق‬ ‫تحليــة ميــاه البحــر أو باســتخدام‬ ‫الميــاه قليلــة الملوحــة القادمــة‬ ‫مــن مصبــات أ‬ ‫النهــار أو طبقــات‬ ‫الميــاه الجوفيــة‪.‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪19 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫ﺗﻮاﺻﻞ‬ ‫اﺟﺘﻤﺎﻋ ً ّﻴﺎ‬ ‫ﻣﻊ ﻛﺎوﺳﺖ‬ ‫ﺗﺎﺑﻌﻨﺎ ﻋﻠﻰ وﺳﺎﺋﻞ‬ ‫اﻟﺘﻮاﺻﻞ اﻻﺟﺘﻤﺎﻋﻲ‬

‫‪KAUSTofficial‬‬ ‫‪@KAUST_NewsAR‬‬ ‫‪kaustedu‬‬ ‫‪kaustofficial‬‬

‫حــى آ‬ ‫هــي أ‬ ‫العــى جــود ًة ت‬ ‫الن‪ ،‬وقــد‬ ‫بــدأت بالفعل ف ي� الكشــف عــن معلومات‬ ‫مهمة عــن صفــات النبــات وآليــات نموه‪.‬‬

‫بفضــل أرسار جينيــة كشــفتها دراســة‬ ‫دوليــة جديدة بقيــادة علماء مــن جامعة‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫بالمــكان القــول بــأن‬ ‫(كاوســت)‪ ،‬أصبــح إ‬ ‫ف‬ ‫نبــات الكينوا قــد يشــكل الحل ي� ســبيل‬ ‫توفــر الغــذاء أ‬ ‫للعــداد المتناميــة مــن‬ ‫ي‬ ‫ســكان العالــم؛ لقدرتــه عــى الصمــود‬ ‫ف ي� البيئــات القاســية والنمــو بصــورة‬ ‫ف‬ ‫أ �ض‬ ‫الصغــرة‬ ‫ي‬ ‫جيــدة ي� مســاحات الرا ي‬ ‫ســيئة الجــودة‪ .‬وقــد أتــم الباحثــون‬ ‫ـرا أول عمليــة َسلســلة عاليــة الجودة‬ ‫أخـ ي ً‬ ‫لجينــوم نبــات «كينوبوديــوم كينــوا»‬ ‫‪ ،Chenopodium quinoa‬وبــدأوا ف ي�‬ ‫ت‬ ‫ـى يمكــن التالعــب‬ ‫تحديــد الجينــات الـ ي‬ ‫ت‬ ‫الــى ينمــو بهــا‬ ‫فيهــا‬ ‫ي‬ ‫لتغيــر الكيفيــة ي‬ ‫النبــات وينتــج الغــذاء‪.‬‬ ‫شــارك ف ي� المـ شـروع البحـث ي ‪ 33‬باح ًثــا‬ ‫مــن ‪ 4‬قــارات‪ ،‬منهــم ‪ 20‬باح ًثــا مــن ‪7‬‬ ‫ف‬ ‫وأعدوا‬ ‫مجموعات بحثيــة ي� «كاوســت»‪ُّ ،‬‬ ‫مقالــة نجحــت ف ي� تَ َصـ ُّـدر غــاف دوريــة‬ ‫‪ Nature‬ف ي� عددهــا الســادس عـ شـر مــن‬ ‫بف�ايــر ‪.2017‬‬

‫مذاق ث‬ ‫أك� حالوة‬

‫اهتمام عالمي‬

‫ت‬ ‫تســر‪ ،‬أســتاذ علــم‬ ‫يقــول مــارك‬ ‫النباتــات ف ي� «كاوســت»‪ ،‬وقائــد فريــق‬ ‫ش‬ ‫المــروع البحــث ي ‪« :‬كانــت حبــوب‬ ‫عولــت‬ ‫ـ� الــذي َّ‬ ‫الكينــوا الغــذاء الرئيـ ي‬ ‫شــعوب النــكا �ف‬ ‫عليــه حضــارات‬ ‫إ‬ ‫ي‬ ‫جبــال أ‬ ‫النديــز‪ ،‬بيــد أن المحصــول‬ ‫الســبان‬ ‫جــرى تهميشــه بعــد وصــول إ‬ ‫إىل أمريــكا الجنوبيــة قبــل أن يعــود‬ ‫مؤخــرا ليصبــح أحــد‬ ‫إىل االزدهــار‬ ‫ً‬ ‫المحاصيــل الجديدة الحائــزة لالهتمام‬ ‫العالمــي‪ .‬ويع�ن ي ذلــك أن نبــات الكينوا‬ ‫لــم تســبق زراعتــه أو تنميتــه ألقــى‬ ‫مــدى ممكــن‪ ،‬عــى الرغــم مــن أنــه‬ ‫مصــدرا أكــرث توازنًــا للعنــارص‬ ‫يوفــر‬ ‫ً‬ ‫الغذائيــة ش‬ ‫للبــر مقارنــةً بالحبــوب»‪.‬‬ ‫ين‬ ‫تحســ� فهمنــا‬ ‫وكخطــوة أوىل نحــو‬ ‫لكيفيــة نمــو الكينـوا وكيف ينضــج وينتج‬ ‫مزيجــا‬ ‫البــذور‪ ،‬اســتخدم فريــق تسـ تـر‪ً ،‬‬ ‫السلســلة الجينيــة‬ ‫مــن أحــدث تقنيــات َّ‬ ‫ورســم الخرائــط الجينيــة للوصــول إىل‬ ‫صــورة كاملــة لكروموســومات النبــات‬ ‫«كينوبوديــوم كينــوا»‪ .‬وتُعــد نتائــج‬ ‫ت‬ ‫ـى حصل ـوا عليهــا‬ ‫السلســلة الجينيــة الـ ي‬ ‫‪ 18‬أغسطس ‪2017‬‬

‫السلسلة عالية‬ ‫َّ‬ ‫الجودة ألول‬ ‫جينوم لنبات‬ ‫الكينوا‪ ،‬والتي‬ ‫أجراها فريق‬ ‫بحثي بقيادة‬ ‫مجموعة علماء‬ ‫من «كاوست»‬ ‫يمكن أن تُ سهم‬ ‫يوما ما في‬ ‫ً‬ ‫زيادة قدرتنا‬ ‫على توفير‬

‫ويقــول أســتاذ علــم النباتــات‪« :‬إحــدى‬ ‫مشــكالت نبــات الكين ـوا هــي أنــه ينتــج‬ ‫ـذورا ُمـ َّـرة المــذاق‪ ،‬ويرجع ذلك‬ ‫طبيعياً بـ ً‬ ‫ف‬ ‫إىل تراكُــم مركبــات كيميائيــة ي� البــذور‬ ‫تســمى الصابونينــات‪ .‬وقــد تمك َّنــا مــن‬ ‫ت‬ ‫ـى نعتقــد أنهــا‬ ‫تحديــد فأحــد الجينــات الـ ي‬ ‫ف‬ ‫تتحكم ي� إنتــاج الصابونينــات ي� الكينوا‪،‬‬ ‫ممــا سيســهل إنتــاج نباتــات خاليــة منهــا‬ ‫لجعــل مــذاق البــذور أك ـرث حــاوة»‪.‬‬ ‫وثمــة احتمــال قــوي جـ ًّـدا أن تســاعد‬ ‫َسلســلة جينوم الكينــوا العلمــاء ف ي� فهم‬ ‫ذلــك النبــات ومــن ثــم إجـراء تعديــات‬ ‫عليه لزيادة وتوســيع انتشــار اســتخدامه‬ ‫تجاريـاً‪ .‬فعــى ســبيل المثــال‪ ،‬يمكــن أن‬ ‫يســتخدم المزارعــون هــذه المعلومــات‬ ‫الوراثيــة لمعرفــة كيــف يتحكمــون ف ي�‬ ‫يصــر أقــر‬ ‫حجــم النبــات بحيــث ي‬ ‫وأك ـرث امتــا ًء حـ تـى ال ينكــر بســهولة‪.‬‬ ‫ف‬ ‫و� هــذه الحالــة‪ ،‬يمكــن لهــذه النباتات‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫أكــر مــن الثبــات‬ ‫الــى تتســم بقــدر ب‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫كــر‬ ‫دعــم البــذور ذات الــرؤوس ال ب‬ ‫حجمــا‪ ،‬كمــا يمكــن زرعهــا بالقــرب مــن‬ ‫ً‬ ‫بعضهــا ف‬ ‫كبــرة‪.‬‬ ‫حقــول‬ ‫�‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫يقــول ت‬ ‫تســر‪« :‬إننــا نعــرف بالفعــل‬ ‫أن عائلــة نبــات الكينــوا تتمتــع بقــدرة‬ ‫فائقــة عــى الصمــود؛ فذلــك النبــات‬ ‫يمكــن أن ينمــو ف ي� تربــة مقفــرة‪ ،‬ومالحة‪،‬‬ ‫وعــى ارتفاعــات عاليــة‪ .‬إنــه نبــات قــوي‬ ‫جــدا بالفعــل‪ .‬كمــا يمكنــه أن يشــكل‬ ‫ًّ‬ ‫وغنيا بالعنــارص الغذائية‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫صحي‬ ‫ا‬ ‫ـدر‬ ‫ـ‬ ‫مص‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫للعالــم باســتخدام تربــة وميــاه ال يمكن‬ ‫حاليــا‪ ،‬وما توصلنــا إليه من‬ ‫اســتخدامهما ً‬ ‫معلومــات جديــدة عــن جينــوم النبــات‬ ‫يقربنــا خطو ًة مــن تحقيق هــذا الهدف»‪.‬‬ ‫‪Jarvis, D.E., Ho, Y.S.,‬‬ ‫‪Lightfoot, D.J., Schmöckel,‬‬ ‫‪S.M., Li, B., ... & Tester,‬‬ ‫‪M. The genome of‬‬

‫الغذاء لألعداد‬

‫‪Chenopodium quinoa.‬‬

‫المتنامية من‬

‫‪Nature 542, 307–312‬‬

‫سكان العالم‪.‬‬

‫‪(2017).‬‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫بعوض األنوفيلة الجامبية‬

‫أهمية‪eaib‬‬ ‫األكثر‪mag s‬‬ ‫المضيف‪eleh‬‬ ‫هو ‪ponA‬‬ ‫‪tsom‬‬ ‫انتقال‪eht er‬‬ ‫‪a sotiu‬‬ ‫‪qsom‬‬ ‫المالريا‬ ‫عملية‬ ‫في‬ ‫أفريقيا‪eht r.‬‬ ‫في‪of srotc‬‬ ‫البشر‪ev t‬‬ ‫إلى‪natro‬‬ ‫‪pmi‬‬ ‫‪ot airalam fo noissimsnart‬‬ ‫‪.acirfA ni snamuh‬‬

‫‪EDWIN REMSBERG / ALAMY‬‬

‫مضــادات المالريــا أ‬ ‫الخــرى‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ـى قادهــا يــون‬ ‫وأكــدت الدراســة‪ ،‬الـ ي‬ ‫أ‬ ‫تســاو‪ ،‬مــن معهــد جيانجســو للم ـراض‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫ـ� حمــل‬ ‫الطفيليــة ي� فالصـ يـ�‪ ،‬أن الطفيـ ي‬ ‫ن‬ ‫ج� يســمى ‪K13 )Kelch‬‬ ‫طفر ًة جديدة ي� ي‬ ‫ئيــ� لمقاومــة‬ ‫ر‬ ‫ال‬ ‫الســبب‬ ‫‪ ،)13‬وهــو‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫تيميســين� ي� آســيا‪ .‬وبعــد ذلــك‪،‬‬ ‫الر‬ ‫ي‬ ‫ش�ع أرنــاب ي ن‬ ‫ب�‪ ،‬أســتاذ العلــوم الحيوية‬ ‫ف ي� «جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫والتقنيــة‪ ،‬وأبينــاي رامابراســاد‪ ،‬طالــب‬ ‫الدكتــوراه الذي يعمل تحــت شإ�افــه‪ ،‬ف ي�‬ ‫ـ� قــد تأ� مــن‬ ‫تحديــد مــا إذا كان الطفيـ ي‬ ‫أفريقيــا أم مــن جنــوب ش�ق آســيا‪.‬‬

‫التحقق من بلد المنشأ‬

‫يقول ي ن‬ ‫موضحا‪« :‬اســتخدمنا سلســلة‬ ‫ب�‬ ‫ً‬ ‫الجينــوم الكامــل وأدوات المعلوماتيــة‬

‫ت‬ ‫ـى ســبق أن طورناهــا‪ ،‬كما‬ ‫الحيويــة الـ ي‬ ‫ف‬ ‫يفعــل المحققــون؛ ي� محاولــة لربــط‬ ‫ن‬ ‫ـا� بســاحة الجريمــة»‪.‬‬ ‫ـ� الجـ ي‬ ‫الطفيـ ي‬ ‫كشــفت عمليــة َسلســلة وتحليــل‬ ‫ا لحمــض ا لنــو و ي للمتصــو رة‬ ‫المنجليــة النقــاب عــن منشــئها‬ ‫بالكشــف عــن عــدة اختالفــات ف ي�‬ ‫النوكليوتيــد الواحــد‪ ،‬ت‬ ‫والــى تُدعــى‬ ‫ي‬ ‫تنوعــات النوكليوتيــد الفردي (‪،)SNPs‬‬ ‫ّ‬ ‫وتختلــف وفــق المصــدر الجغــر ف يا�‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫للســالة‪ .‬وبنفــس الطريقــة ي‬ ‫يحتــوي بهــا الباركــود الموجــود عــى‬ ‫البضائــع عــى معلومــات عــن بلــد‬ ‫المنشــأ للمنتــج‪ ،‬كذلــك تكشــف‬ ‫تنوعــات النوكليوتيــد الفــردي‬ ‫أنمــاط ّ‬ ‫الطفيــ� ‪.‬‬ ‫منشــأ‬ ‫عــن‬ ‫ي‬ ‫ومن أجــل إج ـراء هــذه االختبــارات‪،‬‬ ‫اســتخدم علمــاء «كاوســت» الحمــض‬ ‫النــووي إضافــة إىل ذلــك الموجــود‬ ‫ين‬ ‫الطفيــ�‪:‬‬ ‫عضيــات‬ ‫ف ي�‬ ‫اثنتــ� مــن ّ‬ ‫ي‬ ‫الميتوكوندريــا والبالســتيد غـ يـر المخلّق‬ ‫ضوئيــا ‪ ،apicoplast‬وهــو عضيــة‬ ‫ً‬ ‫محــددة لطفيليــات المالريــا أ‬ ‫والنــواع‬ ‫القريبــة منهــا‪ .‬وقــد أكــدت كلتــا‬ ‫ين‬ ‫الطريقتــ� بشــكل مســتقل أن منشــأ‬ ‫الطفيــ� هــو غــرب أفريقيــا‪ ،‬وهــو‬ ‫مــا أكــد يوجــود الحالــة أ‬ ‫الوىل لمقاومــة‬ ‫أ‬ ‫ـين� بواســطة طفــرة ف� ي ن‬ ‫الرتيميسـ ي ن‬ ‫الج�‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫‪ K13‬ي� القــارة الفريقيــة‪.‬‬ ‫ويوضح ي ن‬ ‫ب� ً‬ ‫قائل‪« :‬سيشــكل انتشــار‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫ـين� ي� أفريقيا نكســةً‬ ‫مقاومــة الرتيميسـ ي‬ ‫كبــرة ف ي� مكافحــة المالريــا‪ ،‬باعتبــار أن‬ ‫ي‬ ‫التوليفــة العالجيــة المعتمــدة عــى‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫تيميســين� هــي العــاج الوحيــد‬ ‫الر‬ ‫المقــاوم للمالريا الذي يتســم بالفاعلية‬ ‫ويُســتخدم عىل نطــاق واســع ف ي� الوقت‬ ‫الراهــن‪ .‬لــذا‪ ،‬مــن المهــم جــداً مراقبــة‬ ‫مقاومــة أ‬ ‫ين‬ ‫رتيميســين� بانتظــام ف ي�‬ ‫ال‬ ‫جميــع أنحــاء العالــم»‪.‬‬ ‫‪Lu, F., Culleton, R., Zhang,‬‬ ‫‪M. et al. Emergence of‬‬ ‫‪indigenous Artemisinin‬‬ ‫‪resistant Plasmodium‬‬ ‫‪falciparum in Africa. New‬‬ ‫‪England Journal of Medicine‬‬ ‫‪376, 991-993 (2017).‬‬

‫مستشــعر حيوي لقياس‬ ‫نشــاط فئة غامضة من‬ ‫هرمونات النباتات‬

‫يمكن لهذا‬ ‫البحث أن‬

‫يساعد على‬

‫تحسين النمو‪،‬‬ ‫وامتصاص‬ ‫العناصر‬

‫المغذية‪،‬‬

‫ومقاومة‬ ‫األعشاب‬ ‫الضارة‪.‬‬

‫دول تقــوده جامعــة الملــك عبــد‬ ‫ّ‬ ‫طــور فريــق ي‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬وجامعــة‬ ‫دوســلدورف أ‬ ‫مستشــعرا لهرمــون‬ ‫ال لمانيــة‬ ‫ً‬ ‫السـ تـريجوالكتونات ‪ strigolactones‬يمكــن ي ز‬ ‫ترم�ه‬ ‫جينيــاً ف ي� خاليــا النباتــات للمســاعدة عــى فهــم‬ ‫نمــو النباتــات‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫ت‬ ‫الســريجوالكتونات مجموعــة غامضــة‬ ‫وتعــد‬ ‫ومهمــة مــن هرمونــات النباتــات‪ ،‬حيــث تنظّــم‬ ‫النمـ ّـو ف ي� النباتــات وتســهل التواصــل مــع الكائنات‬ ‫الحيــة أ‬ ‫الخــرى‪ ،‬كالطفيليــات والفطريــات‬ ‫الكثــر عــن‬ ‫التكافليــة‪ .‬إال أننــا مــا زلنــا ال نعــرف‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫الســريجوالكتونات المختلفــة أو كيــف‬ ‫وظائــف‬ ‫تســتحث االســتجابات‪.‬‬ ‫يحتــوي مستشــعر السـ تـريجوالكتونات الجديــد‬ ‫عــى نســخة مضيئــة بلــون أصفــر مــن إنزيــم‬ ‫يفقــد إضاءتــه عندمــا يتحلــل‪ .‬ويعتقــد الباحثــون‬ ‫أن هــذا سيســاعد عــى فهــم الشــبكات التنظيميــة‬ ‫ً‬ ‫مســتقبل‬ ‫ف ي� النباتــات وطريقــة تســهيل التدخــل‬ ‫ف‬ ‫نموهــا‪.‬‬ ‫ي� عمليــة ّ‬

‫تحفيز بلمســة خفيفة‬ ‫كما في أي‬

‫مشروع بحثي‬ ‫مثير‪ ،‬أدت‬

‫النتائج إلى‬

‫طرح أسئلة‬ ‫أكثر مما‬

‫قدمت من‬ ‫إجابات‪.‬‬

‫لحظــة فارقــة للتخليــق العضــوي عـ بـر الجمع‬ ‫ـ� عاملـ ي ن‬ ‫بـ ي ن‬ ‫ـ� محفّزيــن ف ي� قــارورة مضاءة‬ ‫أوضــح باحثــون ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت) أن الضــوء الصــادر‬ ‫ئ‬ ‫كهربــا� عــادي ‪-‬إىل جانــب زوج‬ ‫عــن مصبــاح‬ ‫ي‬ ‫مختــار بعنايــة مــن المحفّــزات‪ -‬يمكنــه قيــادة‬ ‫تفاعــل تنشــيط رابطــة ‪ C-H‬العطريــة‪ .‬وقــد‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫اســرعت هــذه الطريقــة بالفعــل انتبــاه كيميائـ ي ي‬ ‫�ض‬ ‫صناعــة المســتح ات الصيدالنيــة‪.‬‬ ‫كمــا أن ثمــة ي ز‬ ‫لل�وتوكــول‬ ‫مــ� ًة إضافيــة ب‬ ‫ف‬ ‫الجديــد‪ ،‬أال وهــي إمكانيــة اســتخدامه ي� أي‬ ‫مختــر؛ لعــدم حاجتــه إىل مصابيــح خاصــة أو‬ ‫ب‬ ‫معــدات أخــرى‪.‬‬ ‫ال�وفيســور ماجنــوس روبينــج‪ ،‬الــذي‬ ‫ويقــول ب‬ ‫قــاد الدراســة‪« :‬إننــا مهتمــون بتحقيــق فهــم‬ ‫أعمــق آ‬ ‫للليــة المســتخدمة‪ ،‬ومهتمــون كذلــك‬ ‫ت‬ ‫يز‬ ‫للتحفــ�‬ ‫المشــركة‬ ‫باختبــار حــدود التفاعــات‬ ‫ن‬ ‫ئ‬ ‫والمعــد� »‪.‬‬ ‫الضــو�‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫اكتشافات كاوست ‪21 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫عالج المالريا‪..‬‬ ‫كثيرا؟‬ ‫لماذا أصبــح أصعب‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫أيضا الطفيليات‬ ‫علماء من جامعة الملك عبدالله يكتشفون أن أفريقيا تستضيف‬ ‫ً‬ ‫جزئيا للعالج األول للمالريا كما هو الحال في جنوب شرق آسيا‬ ‫المقاومة‬

‫ــجلَت أول حالــة معروفــة لمقاومــة عقــار‬ ‫ُس ِّ‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫دول‬ ‫تيميســين� ف ي�‬ ‫الر‬ ‫أفريقيــا‪ ،‬أبعــد أن حــدد فريــق ي‬ ‫كب� مــن العلمــاء‪ ،‬أ‬ ‫الصــل الفريقي لطفيليــات المالريا‬ ‫ي‬ ‫المقاومــة أ‬ ‫ن‬ ‫المكتشــفة لــدى مريض صيـ ي ‪ ،‬كان‬ ‫للدويــة‬ ‫َ‬ ‫ِ‬ ‫قد ســافر مــن غينيــا االســتوائية إىل الصـ ي ن‬ ‫ـ�‪ .‬ويعــد هذا‬ ‫االكتشــاف ذو أهميــة بك�ى للجهــود الراميــة إىل مكافحة‬ ‫المالريــا عالميــا ومراقبــة حــاالت مقاومــة أ‬ ‫الدويــة‪.‬‬ ‫ً‬ ‫‪ 20‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫تُعــد التوليفــة العالجيــة المعتمــدة عــى‬ ‫تيميســين� (‪ )ACT‬بمثابــة الــدواء أ‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫الول المــوىص‬ ‫الر‬ ‫بــه لعــاج المالريــا‪ ،‬ويتألــف مــن أ‬ ‫الرتيميسـ ي ن‬ ‫ـين� ودواء‬ ‫آخــر مضــاد للمالريــا‪ .‬ف� أ‬ ‫الحــوال العاديــة‪ ،‬ينقــي هــذا‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫العــاج الــدم مــن الطفيليــات ي� غضــون ثالثــة أيــام‪،‬‬ ‫أ‬ ‫ف آ‬ ‫خــرة‪ ،‬أبــدت ســاالت مــن عامــل‬ ‫ولكــن ي� الونــة ال ي‬ ‫«المتصــورة المنجليــة» ‪Plasmodium falciparum‬‬

‫ف‬ ‫مقاومةً نســبية‬ ‫المسـ ِّـبب للمالريــا ي� جنــوب ش�ق آســيا َ‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫تيميســين�‪ .‬تلــك المقاومــة جزئيــة ويمكــن شــفاء‬ ‫للر‬ ‫أغلــب المــر�ض ‪ ،‬وإن كان هــذا عــى نحــو متأخــر كثـ يـراً‪.‬‬ ‫ين‬ ‫خ�اء‬ ‫غـ يـر أن‬ ‫المختص� بمــرض المالريــا‪ ،‬ومن بينهــم ب‬ ‫مــن منظمــة الصحــة العالميــة‪ ،‬يخشــون احتمــال أن‬ ‫تطور «المتصــورة المنجليــة» ف ي� نهاية المطــاف مقاومةً‬ ‫ِّ‬ ‫تامــةً وكاملــةً أ‬ ‫للرتيميسـ ي ن‬ ‫ـين�‪ ،‬كمــا فعلــت مــن قبــل مع‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫بسحره الجزيئي‬ ‫إنزيم «النجار»‬ ‫َ‬ ‫قد يوفر استراتيجية فعالة‬ ‫لمقاومة السرطان‬ ‫تحقق مزدوجة قبل قص مواطن التلف في الحمض النووي وإصالحها‪.‬‬ ‫إنزيم يستخدم آلية ُّ‬

‫‪2017 K AUST / SAMIR HAMDAN‬‬

‫ت‬ ‫الــى تكشــف عــن‬ ‫تمكنــت المجاهــر ي‬ ‫ً‬ ‫وصــول‬ ‫الخفيــة للحيــاة‬ ‫التعقيــدات‬ ‫ّ‬ ‫إىل المســتوى النانــوي مــن أن تُظهــر‬ ‫ت‬ ‫ـى يمــارس‬ ‫بتفصيــل رائــع‬ ‫الطريقــة الـ ي‬ ‫بهــا إنزيــم مشــارك ف ي� إصــاح الحمض‬ ‫النــووي‬ ‫ســحره الجزيــئ ي ‪.‬‬ ‫َ‬ ‫النزيــم ‪-‬الــذي يُعــرف باســم‬ ‫هــذا إ‬ ‫الســديل ‪Flap« 1‬‬ ‫الداخــ�‬ ‫النوكليــاز‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫‪ ،endonuclease-1‬أو ‪ FEN1-‬غالبــاً‬ ‫معيبــا‬ ‫مــا يكــون معـ بـراً عنــه بإفـراط أو ً‬ ‫ف ي� مــرض الرسطــان وأمــراض أخــرى‪.‬‬ ‫آ‬ ‫والن وقــد أصبــح الباحثــون يعرفــون‬ ‫طريقــة عملــه‪ ،‬فإنهــم يخططــون‬ ‫الســتخدام المعلومــات المتاحــة لهــم‬ ‫ـم�‬ ‫مثبــط لــه‪ ،‬وفــق قــول سـ ي‬ ‫لتصميــم ِّ‬ ‫حمــدان‪ ،‬أســتاذ العلــوم الحيويــة‬ ‫المســاعد ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬الــذي‬ ‫قــاد الدراســة عــى إنزيــم‪.FEN1‬‬ ‫كمــا يوحــي اســمه‪ ،‬يعمــل ‪FEN1‬‬ ‫عــى إزالــة «الســدائل» المتدليــة‬ ‫مــن ا لحمــض ا لنــووي وحيــد‬ ‫ال� يــط‪ ،‬ت‬ ‫ش‬ ‫والــى تتــدىل مــن حافــة‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫اللولــب المــزدوج ي� أثنــاء إصــاح‬ ‫الجينــوم أو نســخه‪ .‬طــرح العلمــاء‬ ‫عــد ًد ا مــن النظريــات عــن كيفيــة‬ ‫واضحــا‬ ‫عمــل‪ ،FEN1‬لكــن لــم يكــن‬ ‫ً‬ ‫النزيــم بالضبــط عــى‬ ‫كيــف يتعــرف إ‬ ‫التلــف ف ي� الجينــوم‪ ،‬وكيــف يعمــل‬ ‫بعــد ذلــك عــى إزالتــه‪.‬‬

‫التصوير المتكرر‬

‫وللقــاء نظــرة أك ـرث قربًــا‪ ،‬اســتخدم‬ ‫إ‬ ‫حمــدان وزمــاؤه تقنيــةً مجهريــة‬ ‫متطــورة‪ ،‬تُعــرف باســم «نقــل طاقــة‬ ‫الر ي ن‬ ‫نــ� المتألــق لجــزيء وحيــد «أو‬ ‫‪ . smFRET‬تعمــل هــذه الطريقــة عــى‬ ‫التصويــر المتكــرر لنفــس المنطقــة‪،‬‬ ‫ف‬ ‫و� كل صــورة تشــغل وتطفــئ مســابر‬ ‫ي‬ ‫متوهجــة مختلفــة تَ ِســم جزيئــات‬ ‫مختلفــة‪ .‬ويــؤدي تراكــب هــذه الصور‬ ‫معــاً إىل إنتــاج فيلــم جزيــئ ي نانــوي‬ ‫القيــاس بدقــة زمنيــة ت‬ ‫تــراوح ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫ـ� ثانيــة‪.‬‬ ‫ـ� ثانيــة وأج ـزاء الميلـ ي‬ ‫الميلـ ي‬ ‫بهــذه الطريقــة‪ ،‬أظهــر الفريــق‬ ‫ئيــ�‪ ،‬فهــد‬ ‫الــذي ضــم الباحــث الر ي‬ ‫راشــد‪ ،‬وعــد ًدا مــن طــاب الدراســات‬ ‫العليــا ف ي� «كاوســت» أن ‪ FEN1‬يرتبــط‬ ‫ً‬ ‫أول ارتبا ًطــا ضعي ًفــا بالحمــض النووي‬ ‫ــف وجــود تلــف مــا‪ .‬وفقــط‬ ‫إذا اك ُت ِش َ‬ ‫عندئــذ‪ ،‬وإذا كان التلــف مــن النــوع‬ ‫ٍ‬ ‫الــذي يســتطيع ‪ FEN1‬إصالحــه‪،‬‬ ‫النزيــم عليــه ويبــدأ العمــل‪.‬‬ ‫ينغلــق إ‬ ‫يقــول حمــدان‪« :‬وفــق آليــة‬ ‫التحقــق المــزدوج هــذه‪ ،‬يتبــع ‪FEN1‬‬ ‫قاعــدة النجــار القديمــة ’قــس مرتـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫واقطــع مــرة واحــدة»‪.‬‬ ‫ونظــرا لمــدى أهميــة ‪FEN1‬‬ ‫ً‬ ‫ت‬ ‫والصــاح‪ ،‬يقــول‬ ‫لعمليــى النســخ إ‬ ‫ي‬ ‫حمــدان إنــه ليــس مــن المســتغرب‬ ‫أن يكــون ‪ FEN1‬معـ بـراً عنــه بإف ـراط ف ي�‬

‫«عندما نفهم‬ ‫اآلليات الجزيئية‬ ‫لكيفية عمل‬ ‫‪ ،FEN1‬سنفهم‬ ‫أيضا على نحو‬ ‫ً‬ ‫أفضل كيف‬ ‫تتسبب العيوب‬ ‫في ‪ FEN1‬في‬ ‫إصابة البشر‬ ‫باألمراض وتؤدي‬ ‫إلى عدم استقرار‬ ‫جينومي»‪.‬‬

‫عــدة أنــواع مــن الرسطــان أو أن تكــون‬ ‫الطفــرات الوظيفيــة ذات الصلــة‬ ‫بالنزيــم مرتبطــة بالرسطــان وأم ـراض‬ ‫إ‬ ‫أخــرى عديــدة‪ .‬وهكــذا فــإن العثــور‬ ‫عــى عقــار يعــوق عمــل ‪ FEN1‬يمكــن‬ ‫أن يوفــر ت‬ ‫اســراتيجية فعالــة للغايــة‬ ‫لمقاومــة الرسطــان‪ ،‬ويمكــن للدراســة‬ ‫ت‬ ‫ـى أُجريــت ف ي� «كاوســت» أن تخــدم‬ ‫الـ ي‬ ‫بطريقتــ�‪.‬ن‬ ‫هــذا الغــرض‬ ‫ي‬ ‫ش‬ ‫ويــرح حمــدان ذلــك بقولــه‪:‬‬ ‫أ‬ ‫«الطريقــة الوىل هــي أننــا عندمــا‬ ‫نفهــم آ‬ ‫الليــات الجزيئيــة لكيفيــة‬ ‫أيضــا عــى‬ ‫عمــل‪ ،FEN1‬ســنفهم ً‬ ‫نحــو أفضــل كيــف تتســبب العيــوب‬ ‫البــر أ‬ ‫ف ي� ‪ FEN1‬ف ي� إصابــة ش‬ ‫بالمــراض‬ ‫وتــؤدي إىل عــدم اســتقرار جينومــي‪.‬‬ ‫والطريقــة الثانيــة هــي أن عملنــا حــدد‬ ‫خطــى وســيطة أساســية عــى امتــداد‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫الطريــق نحــو معرفــة المــادة ي‬ ‫يعمــل فيهــا‪ ،FEN1‬وهــو مــا من شــأنه‬ ‫جديــدا الســتهداف‬ ‫اتجاهــا‬ ‫أن يوفــر‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫تحديــدا»‪.‬‬ ‫‪FEN1‬‬ ‫ً‬ ‫‪Rashid, F., Harris, P.D., Zaher,‬‬ ‫‪M.S., ... & Hamdan, S. Single‬‬‫‪molecule FRET unveils‬‬ ‫‪induced-fit mechanism for‬‬ ‫‪substrate selectivity in flap‬‬ ‫‪endonuclease 1. eLife 6,‬‬ ‫‪e21884 (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪23 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫يستخدم إنزيم ‪FEN1‬‬ ‫آلية تحقق مزدوجة قبل‬ ‫إصالح مواطن التلف‬ ‫في الحمض النووي‪.‬‬

‫‪ 22‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫‪ANNA ROIK‬‬

‫يحــدث االبيضــاض‪ ،‬يمكنــك أن تَــرى مــن‬ ‫خــال الهيكل أ‬ ‫البيــض الشــفاف للمرجان‪،‬‬ ‫ومــن هنــا جــاءت التســمية»‪.‬‬ ‫يمكــن لعمليــة ابيضــاض المرجــان‬ ‫أن تتوقــف ويســتعيد لونــه ثانيــةً ‪،‬‬ ‫فالطحالــب قــد تســتطيع العــودة إىل‬ ‫المرجــان والمســاعدة عىل إحياء الشــعاب‬ ‫غــر أنــه‬ ‫وتزويدهــا باللــون مــرة أخــرى‪ .‬ي‬ ‫ف ي� حــال اســتمرار عوامـ ِـل ضغـ ٍـط معينــة‪،‬‬ ‫كدرجــات الحــرارة المرتفعــة وتذبــذُ ب‬ ‫مســتويات ت‬ ‫الني�وجـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬مــد ًة طويلــة‪ ،‬ال‬ ‫ف‬ ‫ـعاب عندئـ ٍـذ أن تتعــا�‪ ،‬ومــن‬ ‫يمكــن ِّ‬ ‫للشـ ِ‬ ‫ثــم تمــوت ف ي� نهايــة المطــاف‪.‬‬ ‫كان قلــق العلمــاء ت ز‬ ‫ي�ايــد عــى مــدار‬ ‫ـ� الماضيـ ي ن‬ ‫العامـ ي ن‬ ‫ـ� بشــأن مســتقبل هــذه‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ـى تتمـ يـ� بهشاشــتها‪،‬‬ ‫النظــم البيئيــة‪ ،‬الـ ي‬ ‫بالرغــم مــن أهميتهــا البالغة‪ ،‬وذلــك بعد‬ ‫انتشــار حــوادث االبيضــاض عــى نطــاق‬ ‫ف‬ ‫مختلــف أنحــاء العالــم‪.‬‬ ‫واســع ي� ِ‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫«� تقييــم حديــث‪،‬‬ ‫يقــول فولســرا ي‬ ‫تشــر تقديراتنــا إىل أن ‪ % 30-25‬مــن‬ ‫ي‬ ‫الشــعاب ف� البحــر أ‬ ‫الحمــر تعرضــت‬ ‫ي‬

‫لالبيضــاض ف ي� أواخــر العــام ‪،»2015‬‬ ‫ويضيــف‪« :‬يــدرس فريقــي الشــعاب‬ ‫كائنــات ُم َركَّبــة‪ ،‬إذ‬ ‫المرجانيــة باعتبارهــا‬ ‫ٍ‬ ‫يتفاعــل حيــوان المرجــان والطحالــب‬ ‫ت‬ ‫الــى تقيــم‬ ‫المتكافلــة معــه‪،‬‬ ‫ي‬ ‫والبكت�يــا ي‬ ‫آ‬ ‫ـرق‬ ‫معهمــا‪ ،‬ويســاعد ٌّكل منهــا الخــر بطـ ٍ‬ ‫محــددة‪ .‬وتتســم هــذه العالقــة بالتــوازن‬ ‫كائــن ف ي�‬ ‫الدقيــق الــذي يتيــح لــكل‬ ‫ٍ‬ ‫فوائــد مهمــة»‪.‬‬ ‫تحقيــق‬ ‫المنظومــة‬ ‫َ‬ ‫َ‬ ‫يُجــري فريــق فولسـ تـرا دراســةً تتضمن‬ ‫َسل َْسـلَةً لجينــوم المرجــان الــذي يعيــش‬ ‫ف� المناطــق الشــمالية مــن البحــر أ‬ ‫الحمــر‬ ‫ي‬ ‫وذلــك الــذي يقطــن المناطــق الجنوبيــة‬ ‫مــن البحــر نفســه‪ ،‬عــى أمــل تحديــد‬ ‫االختالفــات الجينيــة ت‬ ‫الــى تجعــل‬ ‫ي‬ ‫الشــعاب المرجانيــة تســتجيب للضغــوط‬ ‫بطــرق مختلفــة بـ ي ن‬ ‫ـ� منطقــة وأخــرى مــن‬ ‫مناطــق المحيــط‪.‬‬ ‫ـار العربيــة أدف ـأَ (وأبــرد)‬ ‫«تمثــل البحـ ُ‬ ‫أ‬ ‫ـواض المحيطيــة الـ ت‬ ‫ـى يعيــش فيهــا‬ ‫الحـ ِ‬ ‫َّ‬ ‫ي‬ ‫المرجــان بنجاح»‪ ،‬بحســب قول فولسـ تـرا‪،‬‬ ‫«نهــدف إىل تحديــد التكيفــات‬ ‫مضيفًــا‪:‬‬ ‫ِ‬ ‫النوعيــة ت‬ ‫الــى تتبناهــا هــذه الشــعاب‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫وال� تجعلهــا ف ي� غاية المرونة‪،‬‬ ‫المرجانيــة‪ ،‬ي‬ ‫ولقــد أوضحنــا مؤخـ ًـرا أن بعضهــا يرتبــط‬ ‫بطُح ُلــب متكافــل معـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬يحمــل االســم‬ ‫ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫العلمــي «ســمبيودينيوم يث�موفيــام»‬ ‫(‪،)Symbiodinium thermophilum‬‬ ‫ويتمـ ي ز‬ ‫التغ�‬ ‫ـ� بقدرته العاليــة عىل تَ ُّ‬ ‫حمــل ي ُّ‬ ‫ف ي� الحـرارة والملوحــة‪ ،‬ومــن ثــم يَزيـ ُـد من‬ ‫مرونــة المرجــان‪ .‬يمكــن لهــذه المعرفــة‬ ‫أن تصبــح ذات يــوم مفيــد ًة لمســاعدة‬ ‫الشــعاب المرجانيــة عــى البقــاء ف ي� ظــل‬ ‫ظــروف قاســية»‪.‬‬ ‫بيــد أنــه ينبغــي التعامــل بحــذر مــع‬ ‫هــذه الحلــول المحتملــة‪ ،‬وفــق مــا يقــول‬ ‫فريــق «كاوســت» ‪ ،‬فبينمــا تســتطيع‬ ‫زيــد مــن مرونــة‬ ‫متكافــات معينــة أن تَ َ‬ ‫ٌ‬ ‫المرجــان‪ُّ ،‬‬ ‫همــا بالقــدر نفســه‬ ‫يظــل ُم ًّ‬ ‫النظــر ي ن‬ ‫بعــ� االعتبــار إىل كل عوامــل‬ ‫ُ‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى تضيــف إىل عمليــة‬ ‫الضغــط الخــرى الـ ي‬ ‫االبيضــاض‪ ،‬ومــا يمكن عملــه للحـ ِّـد منها‪.‬‬ ‫ـال ف ي�‬ ‫«إن االحتفــاظ بتوازن ِص ِّحي إجمـ ي ٍّ‬ ‫كل ِشـ ْـعب هو أمــر مهــم»‪ .‬هذا مــا يقوله‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫«� الوقــت الــذي قــد ال‬ ‫ي‬ ‫دوار�‪ ،‬مضي ًفــا‪ :‬ي‬ ‫نملــك فيــه القــدرة عــى منــع االبيضــاض‬ ‫ف‬ ‫ـا�‬ ‫ً‬ ‫منعــا ًّ‬ ‫تامــا‪ ،‬يمكننــا أن نســاعد عــى تعـ ي‬

‫‪25-30%‬‬

‫أصاب‬ ‫االبيضاض‬ ‫ُ‬ ‫‪%30 –25‬‬ ‫من مرجان‬ ‫البحر األحمر‬ ‫في أواخر عام‬ ‫‪.2015‬‬

‫الشــعاب‪ ،‬بالحـ ِّـد مــن التلــوث البحــري‪،‬‬ ‫ِّ‬ ‫ين‬ ‫تز‬ ‫بقوانــ� صارمــة للصيــد ف ي�‬ ‫وااللــ�ام‬ ‫مناطــق معينــة عــى ســبيل المثــال»‪.‬‬ ‫ـأ� أحــد أفضــل أ‬ ‫ت‬ ‫المثلــة عــى مراقبــة‬ ‫يـ ي‬ ‫ابيضــاض المرجــان مــن أسـ تـراليا‪ ،‬حيــث‬ ‫ــت أجــزا ٌء مــن ِشــعاب الحاجــز‬ ‫أُ ْخ ِض َع ْ‬ ‫ن‬ ‫المرجــا� العظيــم للمراقبــة الدقيقــة‬ ‫يّ‬ ‫ف‬ ‫ـث أُجــر َي بالتعــاون بـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫والتحليــل‪ ،‬ي� بحـ ٍ ِ‬ ‫ف‬ ‫علميــا ي� أوائــل العام‬ ‫أربعة عـ شـر ً‬ ‫معهدا ًّ‬ ‫‪ .2016‬وبالرغــم مــن أنــه ال يمكــن حــىت‬ ‫آ‬ ‫الن إج ـراء هــذا المســتوى مــن التحليــل‬ ‫أ‬ ‫ف ي� البحــر الحمــر‪ ،‬إال أن «كاوســت» تتمتع‬ ‫جيديــن بما يكفــي ي ن‬ ‫لتمك�‬ ‫ـع‬ ‫وتمويل َ‬ ‫ٍ‬ ‫بموقـ ٍ‬ ‫ين‬ ‫بحــوث مدققــة‪،‬‬ ‫الباحثــ� مــن إجــراء‬ ‫ٍ‬ ‫ـ�‪،‬‬ ‫وبأنجــع الطــرق عــى المســتوى المحـ ي‬ ‫مــا مــن شــأنه أن ي ـض ي ء الطريــق للعمــل‬ ‫ف ي� مواقــع أخــرى حــول العالــم‪.‬‬ ‫لتحقيــق هــذه الغايــة يُجــري يب�ومــن‬ ‫مســحيةً‬ ‫لشــعاب‬ ‫عمليــات‬ ‫وفريقُــه‬ ‫ٍ‬ ‫َّ‬ ‫ٍ‬ ‫منفــردة جنــو� البحــر أ‬ ‫الحمــر‪ ،‬حيــث‬ ‫بيّ‬ ‫خطــرا‬ ‫ابيضاضــا‬ ‫شــهدت المنطقــة‬ ‫ً‬ ‫يً‬ ‫واســع االنتشــار ف ي� أواخــر العــام ‪،2015‬‬ ‫مــا أدى إىل مــوت الشــعاب المرجانيــة‬ ‫بمعــدالت بلغــت ‪ 50‬إىل ‪ %90‬ف ي� بعــض‬ ‫ضــم‬ ‫المناطــق‪ .‬ويمكــن ‪-‬عــن طريــق ِّ‬ ‫ت‬ ‫الــى أجراهــا الفريــق‬ ‫الملحوظــات ي‬ ‫للحيــاة البحريــة إىل البيانــات الــىت‬ ‫ي‬ ‫التقطَــت أ‬ ‫بالقمــار الصناعيــة بشــأن‬ ‫ُِ‬ ‫التغــرات ف ي� درجــة حــرارة المــاء حــول‬ ‫ي ُّ‬ ‫ت‬ ‫ُ‬ ‫الــى‬ ‫الشــعاب‪-‬‬ ‫التوصــل إىل الطريقــة ي‬ ‫درجــة الحــرارة‬ ‫بــات‬ ‫تؤثــر بهــا تَذَ بذُ ُ‬ ‫ِ‬ ‫لعتبــات درجــات‬ ‫عليهــا‪ ،‬وكيــف يمكــن‬ ‫ِ‬ ‫الحــرارة الالزمــة لالبيضــاض أن تكــون‬ ‫مختلفــةً مــن مــكان إىل آخــر‪.‬‬ ‫ت‬ ‫دوار�‪« :‬إن إعــادة بنــاء البيئــة‬ ‫يقــول ي‬ ‫أ‬ ‫القديمــة للبحــر الحمــر‪ ،‬مــن خــال‬ ‫بيانــات الصخــور الرســوبية المأخــوذة‬ ‫أيضــا مســألة‬ ‫مــن لــب قــاع البحــر‪ ،‬هــي ً‬ ‫ٌ‬ ‫مجــال آخــر‬ ‫مهمــة»‪ ،‬ويضيــف‪« :‬هــذا‬ ‫معلومات تســاعد‬ ‫لعملنا‪ ،‬يمكــن أن يوفــر‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫ً‬ ‫ف ي� عمليــات الســيطرة البحرية مســتقبل»‪.‬‬ ‫ت‬ ‫فولســرا ً‬ ‫قائــا‪« :‬إن أوضــاع‬ ‫يضيــف‬ ‫المرجــان حــول العالــم تمنحنــا فرصــةً‬ ‫معــا والحــد مــن تزايُــد الـ ضـرر»‪،‬‬ ‫للعمــل ً‬ ‫ً‬ ‫فقد‬ ‫ويــردف قائــا‪« :‬ال يمكننــا أن نتحمل َ‬ ‫الشــعاب المرجانيــة‪ ،‬ألن مع�ن ذلــك أننا‬ ‫أيضــا»‪.‬‬ ‫ـنفقد أنظمــةً بيئيــةً أخــرى ً‬ ‫سـ ُ‬

‫اكتشافات كاوست ‪25 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫البحث عن‬ ‫تَ َك ُّيف الشعاب‬ ‫المرجانية في‬ ‫أوقات الضغوط‬

‫يمكن أن ُيسهم البحر األحمر في توفير المعلومات الالزمة‬ ‫لترشيد الممارسات المستقبلية الرامية إلى حماية النظم‬ ‫البيئية للشعاب المرجانية‪.‬‬

‫يمثــل البحــر أ‬ ‫الحمــر القاعــد َة النموذجيــةَ‬ ‫ُ‬ ‫الستكشــاف آ‬ ‫ت‬ ‫لالحــرار‬ ‫الثــار المحتملــة‬ ‫العالمــي عــى النظــم البيئيــة البحريــة‬ ‫يز‬ ‫يتمــ� بــه مــن ارتفــاع‬ ‫الهشــة؛ لمــا‬ ‫لبعــض‬ ‫عــرض‬ ‫ِ‬ ‫مســتويات الملوحــة‪ ،‬وال َّت ُّ‬ ‫أك ـرث درجــات ح ـرارة البحــار ارتفا ًعــا عــى‬ ‫أ‬ ‫ـرا‪ ،‬ومــع تزايُــد ف ي� حاالت‬ ‫ظهــر الرض‪ .‬أخـ ي ً‬ ‫ابْ ِيضــاض الشــعاب المرجانيــة حــول‬ ‫ســهم باحثــو جامعــة الملــك‬ ‫العالــم‪ ،‬يُ ِ‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫بإضافــات ضخمــة لفهــم هــذه الظاهــرة‪،‬‬ ‫ومعرفــة كيفيــة مســاعدة الشــعاب‬ ‫المرجانيــة ف ي� المســتقبل عــى البقــاء‪.‬‬ ‫ابيضــاض الشــعاب‬ ‫«إن ظاهــر َة ِ‬ ‫المرجانيــة‪ ،‬هــي ظاهــر ٌة معقــدة‬ ‫تحــدث عندمــا تتعــرض هــذه الشــعاب‬ ‫للضغــوط»‪ .‬هــذا مــا يقولــه مايــكل‬ ‫ب�ومــن‪ ،‬أ‬ ‫الســتاذ المشــارك الــذي‬ ‫ي ِ‬ ‫يعمــل ف ي� مجــال البيولوجيــا البحريــة‬ ‫ت‬ ‫دوار� ‪،‬‬ ‫ال�وفيســور كارلــوس‬ ‫مــع ب‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫والســتاذ المشــارك ِكر ْســتيان فولســرا‪،‬‬ ‫ومجموعتاهمــا بمركــز بحــوث البحــر‬ ‫أ‬ ‫الحمــر بالجامعــة‪.‬‬ ‫«تُبــدي الشــعاب المرجانيــة اســتجابةً‬ ‫مدهشــةً نو ًعــا مــا للضغــوط‪ ،‬بــأن تَ ِلف ـظَ‬ ‫ض‬ ‫الخــراء‬ ‫أنوا ًعــا معينــة مــن الطحالــب‬ ‫ت‬ ‫تكافليــا داخــل نســيج‬ ‫الــى تعيــش‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫المرجــان‪ ،‬رغــم أننــا ال نعــرف بالضبــط‬ ‫لمــاذا يفعل المرجــان ذلك»‪ ،‬هكــذا شي�ح‬ ‫يب�ومــن‪ ،‬ويضيــف قائـ ًـا‪« :‬إن الطحالــب‬ ‫تعطي الشــعاب المرجانية ألوانَها‪ .‬وعندما‬ ‫‪ 24‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫ُ‬ ‫العلمي في جامعة الملك عبد الله‬ ‫البحث‬ ‫يقدم‬ ‫ُّ‬ ‫إلهامات مهمةً تساعد في اإلجابة‬ ‫ٍ‬ ‫للعلوم والتقنية‬ ‫على األسئلة المتعلقة بعملية ابيضاض المرجان‪،‬‬ ‫وكيف يؤثر االبيضاض في األنظمة البيئية‬ ‫للشعاب‪ ،‬وكيف يمكن تقليله إلى حده األدنى‪.‬‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫‪Casas, L., Saborido-Rey, F.,‬‬ ‫‪Ryu, T., Michell, C., Ravasi,‬‬ ‫‪T. et al. Sex-change in‬‬ ‫‪clownfish: Molecular insights‬‬ ‫‪from transcriptome analysis.‬‬ ‫‪Scientific Reports 6, 35461‬‬ ‫)‪(2016‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪27 di scove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪2016 K AUST TILL ROTHIG‬‬

‫تستطيع سمكة‬ ‫المهرج أن تتحول من‬ ‫ذكر إلى أنثى في‬ ‫حال غياب األنثى‬ ‫الناضجة‪.‬‬

‫يســتطيع أحــد أنــواع أ‬ ‫الســماك‬ ‫ين‬ ‫ط النســبة ي ن‬ ‫ضبــ َ‬ ‫الجنســ� ف ي�‬ ‫بــ�‬ ‫كتلتــه الســكانية‪ ،‬عــن طريــق تغـ ي ُّـرات‬ ‫عــى المســتوى الجزيــئ ي اســتجابةً‬ ‫للظــروف البيئيــة‪.‬‬ ‫«يمكــن ألنــواع عــدة مــن أ‬ ‫الســماك‪،‬‬ ‫ّ‬ ‫لشــعا ب‬ ‫وبا لتحد يــد أ ســما ك ا ِّ‬ ‫جنســها ف ي� أثنــاء‬ ‫المرجانيــة‪ ،‬أن تُ ِّ‬ ‫بــدل َ‬ ‫حياتهــا»‪ ،‬هــذا مــا شي�حــه تيمــو�ث‬ ‫ي‬ ‫افــاس‪ ،‬أســتاذ الهندســة الحيويــة‬ ‫ر‬ ‫ي‬ ‫بجامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬والــذي يعمــل‬ ‫ف ي� برنامــج الجامعــة المتخصــص‬ ‫بدراســة العالقــة البيئيــة ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫الجينــات والســلوك‪ .‬ويضيــف‪« :‬يُعرف‬ ‫ذلــك باســم الخنوثــة المتعاقبــة‬ ‫(‪.»)sequential hermaphroditism‬‬ ‫قــد تجعــل مثــل هــذه الخصائــص‬ ‫عشــائر الســمك أكــرث مرونــةً إزاء‬ ‫ت‬ ‫الــى يمكــن أن تكــون‬ ‫االضطرابــات ي‬ ‫كارثيــة عــى قدراتهــا التكاثريــة‪ .‬عــى‬ ‫ســبيل المثــال تتألــف عائلــة ســمكة‬ ‫المهــرج ف ي‪ �-‬الظــروف العاديــة‪ -‬مــن‬ ‫ذكــر ناضــج واحــد ث‬ ‫وأنــى ناضجــة‬ ‫أ‬ ‫بالضافــة إىل عدد مــن الفراد‬ ‫واحــدة‪ ،‬إ‬ ‫و� حــال اختفــاء أ‬ ‫ن ف‬ ‫ال ث‬ ‫نــى‬ ‫ي‬ ‫اليافعــ�‪ .‬ي‬ ‫يقــوم الذكــر بتعديــل مســتويات‬ ‫الهرمونــات ف ي� جســمه ليتحــول إىل‬ ‫البقــاء عــى التــوازن‬ ‫أنـ ثـى‪ ،‬مــن أجــل إ‬ ‫الجنــ� الســابق‪.‬‬ ‫ي‬ ‫العمليــات البيولوجيــة ت‬ ‫الــى تقــف‬ ‫ي‬ ‫التغيــر ليســت واضحــةً‬ ‫وراء ذلــك‬ ‫ي‬ ‫ش‬ ‫عــى وجــه التحديــد‪ ،‬ولقــد �ع‬ ‫رافــاس وزمــاؤه ف ي� «كاوســت» ف ي�‬ ‫ي‬ ‫تعبــر الجينــات‬ ‫تغــرات ف ي�‬ ‫ي‬ ‫تحديــد ُّي‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫داخــل المــخ والغــدد التناســلية الـ ي‬ ‫تقــود عمليــة الخنوثــة المتتابعــة تلــك‪.‬‬ ‫�ن‬ ‫ن‬ ‫فلقد قارنــوا بـ يـ� أنمــاط النشــاط الجي ي‬ ‫والنــاث مكتملــة النضــج‪،‬‬ ‫ي� الذكــور إ‬ ‫وأيضــا ف ي� الذكــور ف ي� مراحــل متعــددة‬ ‫ً‬ ‫خــال تلــك العمليــة‪.‬‬ ‫بعــد أسـ ي ن‬ ‫ـبوع� مــن فصــل الذكــور‬ ‫تغــر ٍات‬ ‫عــن إ‬ ‫النــاث رصــد الباحثــون ي‬ ‫واضحــةً ف‬ ‫التعبــر الجيــن ي داخــل‬ ‫�‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫ـى يبــدو أنهــا كانــت‬ ‫أدمغــة الذكــور الـ في‬ ‫عــى وشــك البــدء ي� عمليــة التحــول‬ ‫الجنــ�‪ ،‬ثــم بعــد أســابيع قليلــة‬ ‫ي‬

‫ات متممــةٌ لذلك‬ ‫بدأت فعـ ًـا تظهر تغـ يـر ٌ‬ ‫ف ي� التعبـ يـر الجي ـن ي للغــدد التناســلية‪.‬‬ ‫تمكَّــن الباحثــون الحقًــا مــن رســم‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫ـى تتحكــم‬ ‫خريطـ ٍـة للليــة الوراثيــة الـ ي‬ ‫ـاس‪« :‬لقــد‬ ‫بهــذه العمليــة‪ .‬يقــول رافـ ي‬ ‫كبــرا مــن المســارات‬ ‫حددنــا عــد ًدا ي ً‬ ‫الجزيئيــة المرشــحة ألن تكــون قــادر ًة‬ ‫عــى الضبــط الدقيــق‪ ،‬ومــن ثــم‬ ‫ين‬ ‫التحكُّــم ف� النســبة ي ن‬ ‫الجنســ� ف ي�‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫عشــرة الســمك»‪.‬‬ ‫ي‬ ‫مــن ي ن‬ ‫بــ� الجينــات المهمــة‬ ‫المرشــحة‪ ،‬جـ ي ن‬ ‫ـ� يشــفر إلنتــاج إنزيــم‬ ‫يز‬ ‫«أرومات�» (‪ ،)aromatase‬وهو‬ ‫يســمى‬ ‫ف‬ ‫دورا ي� عمليــة‬ ‫إنزيــم معــروف بــأن لــه ً‬ ‫السـ تـر ي ن‬ ‫وج�‪ .‬لقــد جرى‬ ‫إنتــاج هرمــون إ‬ ‫ز‬ ‫ن‬ ‫«أروماتــ�» بوفــرة‬ ‫جــ�‬ ‫ي‬ ‫التعبــر عــن ي‬ ‫ي‬ ‫شــديدة ف ي� ٍّكل مــن المــخ والغــدد‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى تكيفــت مــع‬ ‫التناســلية للســماك الـ ي‬ ‫ـاس‬ ‫تغـ ي ُّـر النســبة الجنســية‪ .‬وجــد رافـ ي‬ ‫ـات أخــرى‬ ‫وفريقــه البح ـث ي ً‬ ‫أيضــا جينـ ٍ‬ ‫كثـ يـر ًة يُحتمــل أن تتفاعــل مــع إنزيــم‬ ‫يز‬ ‫«أروماتــ�» ف ي� إدارة عمليــة تحلُّــل‬ ‫الخصيــات وتكويــن المبايــض‪.‬‬ ‫بهــذه المعرفــة أ‬ ‫الساســية لمــا‬ ‫يحــدث ف ي� تلــك العمليــة البيولوجيــة‬ ‫حاليــا أن‬ ‫المعقــدة‪ ،‬يأمــل ر‬ ‫افــاس ًّ‬ ‫ي‬ ‫يستكشــف كيــف تتأثــر هــذه العمليــة‬ ‫التكيفيــة بالعوامــل البيئيــة‪ ،‬وتحديـ ًـدا‬ ‫تغــر المنــاخ‪.‬‬ ‫ي ُّ‬ ‫افاس»لســنا متأكديــن ممــا‬ ‫يقــول ر ي‬ ‫إذا كان ارتفــاع درجــة حــرارة المحيــط‬ ‫ودرجــة حموضتــه يمكــن أن يؤثـرا عــى‬ ‫لتغ� النســبة‬ ‫التنظيــم فائــق إ‬ ‫الحــكام ي ُّ‬ ‫نعــرض‬ ‫الجنســية»‪ ،‬ويضيــف‪« :‬نحــن ِّ‬ ‫أ‬ ‫الســماك بطريقــة منهجيــة للظــروف‬ ‫ت‬ ‫ـى يتوقــع الوصــول إليهــا‬ ‫فالمحيطيــة الـ ي‬ ‫ي� نهايــة القــرن‪ ،‬ونحــاول أن نفهــم مــا‬ ‫التغــر المناخــي يبــدل هــذه‬ ‫إذا كان‬ ‫ي ُّ‬ ‫المســارات الجزيئيــة»‪.‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫هرج‬ ‫الم ِّ‬ ‫السمك ُ‬ ‫َّ‬ ‫يتكيــف بهدف اإلبقاء‬ ‫ّ‬ ‫على العشيرة‬ ‫محتملة‬ ‫تحديد مسارات جزيئية‬ ‫ظهر‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫ُي ِ‬ ‫للتكيف لدى سمكة المهرج أن هذه‬ ‫ُّ‬ ‫األسماك تستطيع التحكُّم في استجاباتها‬ ‫لتب ُّدالت في كتلتها السكانية‪.‬‬ ‫َ‬

‫‪ 26‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫الري� ف� سـ ي ن‬ ‫ـالت�‬ ‫نُسـ َـخ الحمض النــووي ب ي ي‬ ‫مــن الســوطيات الــدوارة يُعتقــد أنهمــا‬ ‫تنتميــان إىل النــوع نفســه مــن جنــس‬ ‫«ســمبيودينيوم» (‪.)Symbiodinium‬‬ ‫ين‬ ‫كان االختــاف ي ن‬ ‫النســخت� بدرجــة‬ ‫بــ�‬ ‫أكـ بـر مــن المتوقــع‪ ،‬وهــو مــا يــدل عــى‬ ‫ين‬ ‫غــر أن‬ ‫أن‬ ‫كثــرا‪ .‬ي‬ ‫الســالت� متباعدتــان ي ً‬ ‫ــن أنــه ً‬ ‫بــدل مــن أن تكــون‬ ‫الفريــق َخ َّم َ‬ ‫ين‬ ‫القرابــة ضعيفــة ي ن‬ ‫الســالت� يمكــن‬ ‫بــ�‬

‫ـى‬ ‫أن تكــون نســخ الحمــض النــووي الريـ ب ي‬ ‫فيهمــا قــد جــرى تعديلهــا‪ ،‬بحيــث تنتــج‬ ‫المشـفَّرة ف ي�‬ ‫معلومــات تختلف عــن تلــك َ‬ ‫الحمــض النــووي للخليــة‪.‬‬ ‫ـدوث تعديل‬ ‫فقــد لوحــظ من قبــل حـ ُ‬ ‫ـى‪ ،‬ف ي� ميتوكوندريا‬ ‫للحمض النــووي الريـ ب ي‬ ‫وبالســتيدات كائنات الســوطيات الــدوارة‬ ‫دون أن يحــدث تعديــل ف ي� الجينــات‬ ‫المشــفرة داخــل النــواة‪ .‬أوضحــت‬ ‫ت‬ ‫ال� أجراها فولسـ تـرا‬ ‫الدراســات الســابقة ي‬ ‫ن‬ ‫يتغــر‬ ‫وأرانــدا أن‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫التعبــر الجيــ ي‬ ‫قليـ ًـا جـ ًّـدا ف ي� الســوطيات الــدوارة عنــد‬ ‫خضوعهــا لظــروف ضاغطــة‪ .‬ويتذكــر‬ ‫أرانــدا كيــف تســاءل الباحثــون‪« :‬مــاذا لو‬ ‫كانــت تلــك الكائنــات تعمــل عــى نحـ ٍـو‬ ‫تمامــا؟ مــاذا لــو كانــت فقــط‬ ‫مختلــف ً‬ ‫ً‬ ‫تعـ ِّـدل ال ُّن َســخ وفــق احتياجهــا‪ ،‬بــدل من‬ ‫بــر ي ن‬ ‫الجــ�؟»‪.‬‬ ‫تغــر تَ ْع ي َ‬ ‫أن ي َ‬ ‫الختبــار فرضيتهــم‪ ،‬حل َ‬ ‫َّــل أعضــا ُء‬ ‫الفريــق مجموعــةَ ُمن َت َســخات (كل‬ ‫الحمــض النــووي‬ ‫المرســال‬ ‫الريــى ِ‬ ‫بي‬ ‫‪ )mRNA‬مــن مــزارع «ســمبودينيوم»‬ ‫جــرى إنماؤهــا ف ي� ظروف عاديــة‪ ،‬أو تحت‬ ‫ظــروف ضاغطــة جــرى فيهــا تعريضهــا‬ ‫للـ بـرودة أو الح ـرارة أو الظــام‪ .‬وكشــف‬ ‫تقديـ ٌـر ُمتح ِّفـ ٌظ عــن حــدوث ثالثــة آالف‬ ‫وثالثمئــة عملية تعديل للحمــض النووي‬ ‫ـى‪« .‬لقــد أ ّدى ذلــك إىل تمـ ُّـدد قــدرة‬ ‫الريـ ب ي‬ ‫ـف� أبعــد ممــا هــو موجــود بالفعل‬ ‫التشـ ي‬ ‫ف ي� الجينــوم»‪ .‬وفقًــا لقــول أرانــدا‪،‬‬ ‫ً‬ ‫«بــدل مــن احتوائهــا عــى‬ ‫مضيفًــا‪:‬‬ ‫ـ� معـ ي ن‬ ‫نســخة واحــدة فقط مــن بروتـ ي ن‬ ‫ـ�‪،‬‬ ‫يمكــن لتلــك الكائنــات إنتــاج نســخ عــدة‬ ‫مختلفــة عــن طريــق تغيـ يـر الرســالة عند‬ ‫مســتويات مختلفــة»‪.‬‬ ‫وجــه الفريــق بعــد ذلــك اهتمامــه‬ ‫َّ‬ ‫مئت� وتســعة وتسـ ي ن‬ ‫نحــو ي ن‬ ‫ـع� جي ًنــا جرى‬ ‫تعديلهــا ف� الظــروف أ‬ ‫الربعــة لنمــو تلك‬ ‫ي‬ ‫الكائنات‪ .‬وقــد ُو ِج َد أن الحمــض النووي‬ ‫ـى ف ي� نصــف هــذه الجينــات تعـ َّـرض‬ ‫الريـ ب ي‬ ‫ف‬ ‫للتحريــر عــى نحـ ٍـو مختلــف ي� واحــدة‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى نمــت‬ ‫عــى القــل مــن المــزارع ي‬ ‫كث� ٌة‬ ‫ـات ي‬ ‫تحت الضغــط‪ ،‬وتضمنــت جينـ ٌ‬ ‫تغــر ٍات ف ي� تحريــر الحمــض النــووي‬ ‫ي ُّ‬ ‫الريــى اســتجابةً لعوامــل الضغــط‬ ‫بي‬ ‫المختلفــة‪ .‬يقــول قائد فريــق الدراســة ي ي�‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ـى‬ ‫جـ يـ� ليــو «لقــد َّبي ّنــا أن الضغــوط الـ ي‬

‫خاليا «سمبودينيوم» كما تُ رى‬ ‫من خالل المجهر الضوئي‪.‬‬

‫«سوف يكون‬ ‫جدا اختبار‬ ‫مثيرا ًّ‬ ‫ً‬ ‫ما إذا كانت‬ ‫ثنائيات المرجان‬ ‫والمتكافل معه‪،‬‬ ‫التي تتحمل‬ ‫درجات الحرارة‬ ‫العالية‪ ،‬تمارس‬ ‫أكبر أو‬ ‫ٍ‬ ‫معدالت َ‬ ‫أقلَّ من عمليات‬ ‫تحرير الحمض‬ ‫النووي الريبوزي»‬

‫تتــم عــى فـ تـرات قصـ يـرة يمكــن التعامل‬ ‫معهــا بواســطة تحريــر الحمــض النووي‬ ‫ـى‪ .‬لكننــا ال نعــرف بعـ ُـد كيــف يتــم‬ ‫الريـ ب ي‬ ‫ذلــك»‪. .‬‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫ال� تقــف وراء تعديل‬ ‫إن فهم الليــة ي‬ ‫الحمــض النـ‬ ‫ـى‪ ،‬وكيــف يجــري‬ ‫ـووي الريـ ب ي‬ ‫تنظيــم هــذه آ‬ ‫الليــة‪ ،‬يظــل ن ز‬ ‫بم�لــة تَ َحـ ٍّـد‬ ‫ـر للبحث ف ي� المســتقبل‪.‬‬ ‫مثـ ي ٍ‬ ‫أيضــا أســئلةً‬ ‫تثــر‬ ‫االكتشــافات ً‬ ‫ي‬ ‫ُ‬ ‫ين‬ ‫المضامــ� التطوريــة‬ ‫خالبــةً حــول‬ ‫والبيئيــة لهــذه العمليــة‪ ،‬فتحريــر‬ ‫الحمــض النــووي‬ ‫ــز ِّود‬ ‫الريــى قــد يُ َ‬ ‫بي‬ ‫كائنات الســوطيات الــدوارة بآليـ ٍـة فعالة‬ ‫التطــوري الرسيــع‪.‬‬ ‫للتجريــب‬ ‫ّ‬ ‫ين‬ ‫المضامــ�‬ ‫مــع ذلــك قــد تكــون‬ ‫فكثــر مــن أنــواع‬ ‫التطوريــة أوســع‪،‬‬ ‫يٌ‬ ‫«ســمبودينيوم» يعيش حيــا ًة تكافلية مع‬ ‫الكائنــات المرجانيــة‪ ،‬وتعتمد قــدر ُة هذه‬ ‫الكائنــات عــى تحمــل الضغــوط جز ًّئيــا‬ ‫عــى هويــة نــوع «ســمبودينيوم» الــذي‬ ‫يشــاركها حياتها‪ .‬يقول فولسـ تـرا‪« :‬ســوف‬ ‫جــدا اختبــار مــا إذا كانــت‬ ‫مثــرا ًّ‬ ‫يكــون ي ً‬ ‫ـات المرجــان والمتكافــل معــه‪ ،‬الـ ت‬ ‫ـى‬ ‫ثنائيـ ُ‬ ‫ي‬ ‫تتحمل درجــات الح ـرارة العاليــة‪ ،‬تمارس‬ ‫أكــر أو أقــل مــن عمليــات‬ ‫معــدالت ب‬ ‫ٍ‬ ‫النــووي‬ ‫الحمــض‬ ‫تحريــر‬ ‫الريــى»‪.‬‬ ‫بي‬ ‫‪Liew, Y. J., Li, Y., Baumgarten,‬‬ ‫‪S., Voolstra, C. & Aranda,‬‬ ‫‪M. Condition-specific RNA‬‬ ‫‪editing in the coral symbiont‬‬ ‫‪Symbiodinium microadriaticum.‬‬ ‫‪PLoS Genetics 13, e1006619‬‬ ‫‪(2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪29 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫يدرس مانويل أراندا (في اليسار)‪ ،‬وك ِرستيان‬ ‫ويي جين لِ يو (في‬ ‫فولسترا (في الوسط)‪ِ ،‬‬ ‫الكائنات المختلفة في‬ ‫ُ‬ ‫اليمين)‪ ،‬كيف تتكيف‬ ‫البحر األحمر مع الضغوط‪.‬‬

‫سخات‬ ‫استراتيجية تعديل ُمنْ تَ َ‬ ‫الجينوم للتعامل مع الضغوط‬ ‫كتابة‬ ‫َ‬ ‫تعيد‬ ‫طحالب السوطيات الدوارة التي تتعرض للضغط‬ ‫ُ‬ ‫جيناتها في أثناء عملية االنتساخ‪.‬‬ ‫‪ 28‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫َبــ� أن العوالــق وحيــدة الخليــة‬ ‫ت ي َّ ن َ‬ ‫المعروفــة باســم الســوطيات الــدوارة‬ ‫(‪ )dinoflagellates‬تتأقلــم مع الضغوط‬ ‫باتباع اسـ تـراتيجية غـ يـر متوقعــة لتعديل‬ ‫ـى‪ً ،‬‬ ‫تغي�‬ ‫بدل مــن ي‬ ‫الحمض النــووي الريـ ب ي‬ ‫مســتويات التعبـ يـر الجي ـن ي ‪.‬‬ ‫االكتشــاف الــذي توصــل إليــه‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫فولس�ا‬ ‫الســتاذان المشــاركان كريســتيان‬ ‫ومانويــل أرانــدا‪ ،‬بــدأ عندمــا كانــا يقارنــان‬

‫قسم العلوم والهندسة‬ ‫البيولوجية والبيئية‬

‫بالضافــة إىل ذلــك‬ ‫ضغــوط الصيــد‪ .‬إ‬ ‫زادت وفــرة أ‬ ‫حــوال ‪ %62‬ف ي�‬ ‫الســماك‬ ‫ي‬ ‫الســودان والكتلة الحيوية بمقــدار ‪%20‬‬ ‫عمــا هــي الحــال ف ي� المملكــة العربيــة‬ ‫وسـ ِّـجل كذلــك تنـ ُّـو ٌع أكـ بـر‬ ‫الســعودية‪ُ .‬‬ ‫ً‬ ‫قليــا ف ي� الشــعاب الســودانية‪.‬‬ ‫« حـ تـى آ‬ ‫الن‪ ،‬هذا أقــوى دليل نحصل‬ ‫تأثــر الصيــد عــى شــعاب‬ ‫عليــه عــى ي‬ ‫المملكــة العربيــة الســعودية»‪ ،‬وفــق مــا‬ ‫يقــول يب�ومــن‪ ،‬الــذي يضيــف‪« :‬بينمــا‬ ‫تبــدو المملكــة العربية الســعودية وكأنها‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫كــر‬ ‫فقــدت‬ ‫الكثــر مــن الســماك ال ب‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى تشــمل‬ ‫ً‬ ‫حجمــا‪ ،‬فــإن تلــك الن ـواع الـ ي‬ ‫ت‬ ‫ـف بكاملهــا‪،‬‬ ‫مف�ســات القمــة‪ ،‬لــم تخ َتـ ِ‬ ‫ومــا زالت هنــاك فرصــةٌ لقلــب الموقف؛‬

‫صديق‬ ‫ٌ‬ ‫«ساعدني‬ ‫علــى التمـ ُّـر ن في‬ ‫حوض سباحة‪،‬‬ ‫عن طريق الغوص‬ ‫ومعه نماذج تحاكي‬ ‫أسماكًا مختلفة‬ ‫األشكال واألحجام‪،‬‬ ‫عصي‬ ‫محمولةً على‬ ‫ّ‬ ‫المصاصات»‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫إذ يمكــن إعادة شــعاب المملكــة العربية‬ ‫الســعودية إىل حالتهــا البكــر نفســها‬ ‫ت‬ ‫الــى تتمتــع بهــا الشــعاب‬ ‫ً‬ ‫تقريبــا‪ ،‬ي‬ ‫الســودانية‪ ،‬باعتمــاد إدارة وحمايــة‬ ‫ين‬ ‫دقيقتــ�‪ .‬ومــن ثــم‪ ،‬يمكــن للشــعاب‬ ‫ف‬ ‫المرجانيــة ي� الســعودية أن تزدهــر ذات‬ ‫يــوم كمواقــع ســياحة بيئيــة»‪.‬‬

‫اكتشاف جديد‬ ‫آلية‬ ‫في معرفة ّ‬ ‫حدوث االلتهابات‬ ‫الســطحية‬ ‫باحثــون يحــددون البروتينــات‬ ‫ّ‬ ‫المناعيــة‬ ‫المســؤولة عــن توجيــه الخاليــا‬ ‫ّ‬ ‫إلــى مواقــع االلتهابــات‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ي َّ ن‬ ‫المناعية‪،‬‬ ‫ال� تزيِّــن الخاليا‬ ‫تب� أن الواســمات ب‬ ‫ّ‬ ‫ال�وتينيــة ي‬ ‫ت‬ ‫معينــة إلحداث‬ ‫ـى كان يُ ْع َت َقـ ُـد أنها ترتبط بمسـ‬ ‫ٍ‬ ‫ـتقبالت َّ‬ ‫والـ ي‬ ‫االلتهــاب ف� أ‬ ‫البطانيــة للجســم‪ ،‬ليســت كما كنا‬ ‫ـجة‬ ‫ـ‬ ‫نس‬ ‫ال‬ ‫ّ‬ ‫ي‬ ‫نظنهــا ف ي� الســابق‪ .‬اكتشــفت دراســةٌ أُجريــت ف ي� جامعــة‬ ‫ال�وتينــات‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت) ب‬ ‫ت‬ ‫التائيــة‪،‬‬ ‫ـا‬ ‫ـى تعـ ب ِّـر عنهــا الخاليـ‬ ‫ـطحية‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫السـ ّ‬ ‫الحقيقيــة الـ ي‬ ‫ئ‬ ‫ت‬ ‫تتوســط ف ي� حــدوث هــذا االرتبــاط الجزي ـ ي ّ ‪ ،‬وهــو‬ ‫ـى َّ‬ ‫والـ ي‬ ‫اكتشــاف قــد يُ ي ن‬ ‫ٌ‬ ‫عــ� العلمــاء عــى معالجــة االلتهابــات‬ ‫الخارجــة عــن الســيطرة‪.‬‬ ‫ياســم� م�زابــان أ‬ ‫المســاعد بقســم‬ ‫الســتاذ‬‫تقــول‬ ‫ين ي‬ ‫ِ‬ ‫ت‬ ‫ـ‬ ‫وال‬ ‫ـة‪،‬‬ ‫ـ‬ ‫البيولوجي‬ ‫العلــوم‬ ‫ـى قــادت هــذا البحــث‪« :-‬لهذا‬ ‫ّ‬ ‫ي‬ ‫كبــرة عــى تطويــر عالجــات ُم َو َّجهــة‬ ‫االكتشــاف آثــار ي‬ ‫لمكافحــة أ‬ ‫الصدفيــة والتهــاب‬ ‫االلتهابيــة‪ ،‬مثــل‬ ‫الم ـراض‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫الروماتويــدي»‪.‬‬ ‫المفاصــل‬ ‫ّ‬ ‫ال�وتينــات‬ ‫الم ْســ َتق ِْبل الــذي تتفاعــل معــه ب‬ ‫يُعــرف ُ‬ ‫ن‬ ‫ــلكت�»‬ ‫التائيــة باســم «إي‪ِ -‬س ي‬ ‫الســطحية عــى الخاليــا ّ‬ ‫ّ‬ ‫الم ْسـ َتق ِْبل المعــروف بكونــه «جــزيء‬ ‫‪ ،E-Selectin‬وهــذا ُ‬ ‫التصــاق الخاليــا» تعــر عنــه أ‬ ‫النســجة المبطِّنــة للســطح‬ ‫ُ َ ب ِّ‬ ‫الداخــ� أ‬ ‫طــا�ف‬ ‫ّ‬ ‫خ‬ ‫ـق‬ ‫ـ‬ ‫كالص‬ ‫ـل‬ ‫ـ‬ ‫يعم‬ ‫ـو‬ ‫ـ‬ ‫فه‬ ‫ـة؛‬ ‫ـ‬ ‫ي‬ ‫الدمو‬ ‫للوعيــة‬ ‫ّ‬ ‫يّ‬ ‫يّ‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ـا�‬ ‫يتمســك بالخاليــا ّ‬ ‫َّ‬ ‫التائيــة حـ يـ� يحتــاج النســيج البطـ ي ّ‬ ‫بكت�يــة أو يف�وسـ ّـية‪.‬‬ ‫لمكافحــة عــدوى ي‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫ـلكت�» قــد‬ ‫وتكمــن المشــكلة ف ي� أن مســتقبالت‬ ‫ِ‬ ‫تســتث� االلتهــاب ت‬ ‫حــى عندمــا ال تكــون هنــاك عــدوى‬ ‫ي‬

‫& ‪Kattan, A., Coker, D.J.,‬‬

‫االلتهابيــة الشــاذّة أن‬ ‫الشــارات‬ ‫ميكروبيــة‪ ،‬ويمكــن لهــذه إ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫الذاتيــة‪ .‬إال أن تثبيــط ارتبــاط‬ ‫تتســبب ف ي� أمـراض المناعــة‬ ‫ّ‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫التائيــة قــد يســاعد ف ي� إبطال تلك‬ ‫ِ‬ ‫ـلكت�» بالخاليــا ّ‬ ‫ت‬ ‫ـى تثـ يـر المتاعــب‪.‬‬ ‫ـ‬ ‫ال‬ ‫ـة‬ ‫ـ‬ ‫المناعي‬ ‫ـتجابة‬ ‫االسـ‬ ‫ي‬ ‫رث‬ ‫عقــد مــن الزمــن‪ ،‬لــم يعــرف‬ ‫طــوال أكــ مــن‬ ‫ٍ‬ ‫ـطحي� اثنـ ي ن‬ ‫ـ� سـ ي ن‬ ‫الباحثــون ســوى بروتينـ ي ن‬ ‫ـ� تعـ ب ّـر عنهمــا‬ ‫يــ� ارتبــاط ‪-‬أو‬ ‫الخاليــا التائيــة ويمكنهمــا أن يكونــا ش� ي‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫لجينـ ي ن‬ ‫ـلكت�»‪.‬‬ ‫ـ� (جزيـئ ي التحــام)‪ -‬لمســتقبالت‬ ‫ِ‬ ‫رئ‬ ‫غــر أن الدراســات عــى الفــ ان كشــفت أن تقليــل‬ ‫ي‬ ‫يْ ن‬ ‫ال� ي ن‬ ‫المعروفــ� باســم‬‫وتينــ�‬ ‫التعبــر عــن هذيــن ب‬ ‫ي‬ ‫كافيــا لمنــع االرتبــاط ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫‪ PSGL-1‬و‪ CD43-‬لــم يكــن ً‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫التائيــة‪ .‬وهــذا ما دفــع يم�زابان‬ ‫ـلكت�» والخاليــا ّ‬ ‫ن‬ ‫ـلكت�»‬ ‫لالعتقــاد بأنــه ربمــا كانــت هنــاك لجائــن‬ ‫«إي‪-‬سـ ي‬ ‫ِ‬ ‫أخــرى تشــارك ف ي� هــذا االرتبــاط‪.‬‬ ‫عملــت يم�زابــان واثنــان مــن طلبــة الدراســات العليــا‬ ‫البيئية ف ي� «كاوست»‬ ‫بقسم العلوم والهندســة‬ ‫البيولوجية و ّ‬ ‫ّ‬ ‫العــا‪ -‬باســتخدام مقاربــة‬ ‫عــ� وأيمــن أبــو ِ‬ ‫همــا أمــل ي‬‫ـ� لتحديد الذخـ يـرة الكاملة‬ ‫تعتمد عىل قيــاس الطيف الكُ َتـ ّي‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن ت‬ ‫التائية‪ .‬وقد‬ ‫لروابط‬ ‫ِ‬ ‫ال� تعـ ب ِّـر عنها الخاليــا ّ‬ ‫ـلكت�» ي‬ ‫ف‬ ‫ال�وتينــات‪ ،‬ودرسـوا‬ ‫نجحـوا ي� اكتشــاف عـ شـرٍة مــن هــذه ب‬ ‫أحدهــا بتفصيـ ٍـل أكـ بـر؛ بســبب وظيفتــه المعروفــة كرابــط‬ ‫ت‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫ال�‬ ‫ـلكت�» تعـ ب ِّـر عنه الخاليــا‬ ‫ّ‬ ‫الجذعيــة الدمويــة‪ ،‬ي‬ ‫التائيــة‪.‬‬ ‫هــي طالئــع الخاليــا ّ‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ� ‪-‬المعــروف باســم‬ ‫وجــد الباحثــون أن هــذا ب‬ ‫أيضــا عــى أســطح ٍّكل مــن الخاليــا‬ ‫عــر عنــه ً‬ ‫‪ CD44‬يُ ب َّ‬‫ـاعدة» و»القاتلة»‪ ،‬حيث يرتبط بمســتقبالت‬ ‫«المسـ ِ‬ ‫التائيــة ُ‬ ‫ــلكت�»‪ .‬كمــا اكتشــفت يم�زابــان وفريقهــا ي ن‬ ‫«إي‪-‬س ي ن‬ ‫لجــ�‬ ‫ِ‬ ‫«إي‪-‬سـ ي ن‬ ‫ـلكت�» ثال ًثــا‪ ،‬إال أنه اتضــح الحقًا أنه ليســت جميع‬ ‫ف‬ ‫التائيــة‪.‬‬ ‫هــذه اللجائــن تُسـ ِـهم ي� ربــط الخاليــا ّ‬ ‫َع َّ‬ ‫طــل الباحثــون التعبـ يـر عــن تلــك اللجائــن الثالثــة‪،‬‬ ‫ال� ي ن‬ ‫وتــ� ‪- CD44‬وليــس‬ ‫فرديًّــا‬ ‫وجماعيــا‪ ،‬واكتشــفوا أن ب‬ ‫ًّ‬ ‫ال�وتـ ي ن‬ ‫ـ� ‪ PSGL-1‬كرابطــي‬ ‫‪ CD43‬هــو الــذي يعمــل مــع ب‬‫ين‬ ‫«إي‪-‬س ي ن‬ ‫المتســبب� ف ي� حــدوث االلتهــاب‪.‬‬ ‫ــلكت�»‬ ‫ِ‬ ‫أ‬ ‫الكلينيكية لهــذه النتائج‬ ‫هميــة إ‬ ‫وقــد أكَّد الباحثــون ال ّ‬ ‫عــن طريــق فحــص الخاليــا التائيــة المأخوذة مــن مر�ض‬ ‫ّ‬ ‫مصابـ ي ن‬ ‫التها� شــائع‪.‬‬ ‫ـ�‬ ‫بالصدفيــة‪ ،‬وهــو مـ ٌ‬ ‫ـرض جلـ ّ‬ ‫ّ‬ ‫ـدي ب ي ّ‬ ‫ن‬ ‫وهــو مــا يعـ ي أن «اســتهداف هــذه اللجائــن قــد يكــون‬ ‫خيــارا صالحــا للتطبيــق ف� عــاج أ‬ ‫الم ـراض الجلديّــة»‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ي‬ ‫ـ�‪.‬‬ ‫ـ‬ ‫ع‬ ‫ـل‬ ‫ـ‬ ‫أم‬ ‫ـول‬ ‫ـ‬ ‫لق‬ ‫وف ًقــا‬ ‫ي‬

‫‪2017 JASMEEN MERZABAN‬‬

‫‪Berumen, M. L. Reef fish‬‬

‫‪Ali, A.J., Abuelela, A.F. & Merzaban, J.S.‬‬

‫‪communities in the central‬‬

‫‪An analysis of trafficking receptors‬‬

‫‪Red Sea show evidence‬‬

‫‪shows that CD44 and P-selectin‬‬

‫‪of asymmetrical fishing‬‬

‫‪glycoprotein ligand-1 collectively control‬‬

‫‪pressure. Marine Biodiversity‬‬ ‫‪advance online publication, 9‬‬ ‫‪March 2017.‬‬

‫مهمة في تطوير عالجات‬ ‫ُّ‬ ‫تعقب الخاليا المفردة له آثار ّ‬ ‫الصدفية‬ ‫االلتهابية‪ ،‬مثل‬ ‫ُم َو َّجهة لمكافحة األمراض‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫والتهاب المفاصل الروماتويدي‪.‬‬

‫‪the migration of activated human T-cells.‬‬ ‫‪Frontiers in Immunology, advance online‬‬ ‫‪publication, 3 May 2017.‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪31 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫قروش ِّ‬ ‫الرومي في البحر األحمر بالسودان‪.‬‬ ‫الشعاب الرمادية في شعاب‬ ‫ّ‬

‫إمكانيــة إعادة التألُّ ق للشــعاب المرجانية‬ ‫بالمملكة العربية الســعودية‬

‫اإلدارة البحرية الحصيفة‪ ،‬وقوانين الصيد األكثر صرامة‪ ،‬قد تمكِّن ِّ‬ ‫عاب المرجانية بالمملكة العربية السعودية من االزدهار‪.‬‬ ‫الش َ‬

‫ت‬ ‫الــى‬ ‫إن عمليــات المســح البحريــة ي‬ ‫تُجــرى بهــدف تقديــر كثافــة التجمعات‬ ‫جــدا مــن‬ ‫الســمكية وتنوعهــا‪ ،‬مهمــةٌ ًّ‬ ‫ت‬ ‫الــى تؤثــر بهــا‬ ‫أجــل فهــم الطريقــة أ ي‬ ‫أ‬ ‫النشــطةُ ش‬ ‫الب�يــة عــى النظمــة البيئية‬ ‫وبالتــال فهــم‬ ‫للشــعاب المرجانيــة‪،‬‬ ‫ي‬ ‫إدارة واعيـ ٍـة‬ ‫ـط‬ ‫ـ‬ ‫خط‬ ‫قدرتنــا عــى إعــداد‬ ‫ِ ٍ‬ ‫لتحقيق االســتدامة‪ .‬بهذا الهــدف أجرى‬ ‫باحثــو جامعــة الملــك عبــد هللا للعلوم‬ ‫ـات‬ ‫ـرا أول عمليـ ِ‬ ‫والتقنيــة (كاوســت) أخـ ي ً‬ ‫ـو� البحــر‬ ‫ـ‬ ‫جن‬ ‫مسـ ٍ‬ ‫ـح أساســية للشــعاب ب ي ّ‬ ‫أ‬ ‫الحمــر‪ ،‬عــن طريــق مقارنــة الشــعاب‬ ‫القريبــة مــن شــاطئ البحــر ف ي� المملكــة‬ ‫العربيــة الســعودية بتلــك القريبــة مــن‬ ‫شــواطئ الســودان‪.‬‬ ‫ف‬ ‫«إحــدى القضايــا الرئيســة ي� هــذا‬ ‫الصــدد هــي غيــاب ســجل تاريخــي‬ ‫راســخ أ‬ ‫لل نظمــة البيئيــة للبحــر‬ ‫‪ 30‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫أ‬ ‫الحمــر»‪ .‬وف ًقــا لداريــن كوكــر‪ ،‬الــذي‬ ‫يعمــل ضمــن ش‬ ‫المــروع البحــث ي مــع‬ ‫الماجســت� بجامعــة الملــك‬ ‫طالــب‬ ‫ي‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪،‬‬ ‫ألكســاندر كاتــان‪ ،‬أ‬ ‫والســتاذ المشــارك‬ ‫مايــكل يب� ِومــن‪ ،‬مــن مركــز بحــوث‬ ‫البحــر أ‬ ‫الحمــر بالجامعــة‪ ،‬ويضيــف‬ ‫كوكــر‪« :‬يعــن ي ذلــك أننــا نســتطيع‬ ‫فقــط أن ت‬ ‫نفــرض كيــف كانــت هيئــة‬ ‫بالشــعاب قبــل أن‬ ‫الوســط المحيــط ِّ‬ ‫يبــدأ التدخــل ش‬ ‫البــري بالصيــد»‪.‬‬ ‫ـةً‬ ‫أجرى فريــق يب�ومــن مقارنـ منهجية‬ ‫ين‬ ‫ب� أربعة عـ شـر من الشــعاب الموجودة‬ ‫ش‬ ‫نواحي الســاحل الســعودي‪ ،‬وســتة ع�‬ ‫من الشــعاب الموجودة باتجاه الســاحل‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫الســودا�‪ .‬تفصــل ي ن‬ ‫مجموعــى‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫بــ� مئــىت‬ ‫الشــعاب مســافةٌ ت‬ ‫تــراوح ي ن‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫كيلومــر‪،‬‬ ‫كيلومــر وثالثمئــة ‪300-200‬‬

‫ت‬ ‫وتشــرك المجموعتــان ف ي� الظــروف‬ ‫تقريبــا‪ ،‬مــن حيــث‬ ‫البيئيــة نفســها ً‬ ‫درجــة ح ـرارة الميــاه‪ ،‬والمنــاخ‪ ،‬وأنــواع‬ ‫غــر أن للمملكــة‬ ‫الكائنــات المرجانيــة‪ .‬ي‬ ‫ً‬ ‫طويــا‬ ‫تاريخــا‬ ‫العربيــة الســعودية ً‬ ‫ومســتقرا ف� الصيــد‪ ،‬ف� ي ن‬ ‫حــ� ال يتوفــر‬ ‫ي‬ ‫ًّ ي‬ ‫ذلــك للســودان‪.‬‬ ‫يقــول ب�ومــن‪ :‬أ‬ ‫«المــر يتعــدى مجرد‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى نراهــا»‪،‬‬ ‫إحصــاء أعــداد الســماك الـ ي‬ ‫ويضيــف‪« :‬لقــد جمعنــا البيانــات‬ ‫ف‬ ‫وحللناهــا ي ن‬ ‫و�‬ ‫بــ� مختلــف المناطــق‪ ،‬ي‬ ‫داخــل كل منطقــة‪ ،‬لنبحــث مــدى وفــرة‬ ‫أ‬ ‫الســماك‪ ،‬والكتلــة الحيويــة‪ ،‬وتنــوع‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫المجتمــع‪ ،‬ب‬ ‫عــر جميــع الشــعاب ي‬ ‫جــرى مســحها»‪.‬‬ ‫التحــ� إىل ن‬ ‫ي ُّ ز‬ ‫أد�‬ ‫«لتقليــل احتمــاالت‬ ‫ـت كافــة الغطســات الالزمــة‬ ‫حـ ّـد‪ ،‬عملـ ُ‬ ‫ـ�»‪ ،‬بحســب كاتــان‪ ،‬الذي‬ ‫للمســح بنفـ ي‬

‫تَـ َـد َّرب بكثافــة حـ تـى يضمــن قدرتــه عىل‬ ‫تحديــد أنــواع أ‬ ‫الســماك بشــكل صحيح‪،‬‬ ‫وتقديــر أحجامهــا بدقــة تحــت المــاء‪،‬‬ ‫ن‬ ‫ـاعد� صديـ ٌـق عــى‬ ‫ويضيــف قائـ ًـا‪« :‬سـ ي‬ ‫التــدرب ف ي� حــوض ســباحة‪ ،‬عــن طريــق‬ ‫تحــاك أســماكًا‬ ‫الغــوص ومعــه نمــاذج‬ ‫ي‬ ‫الشــكال أ‬ ‫مختلفــة أ‬ ‫والحجــام‪ ،‬محمولــةً‬ ‫أ‬ ‫ـ� المصاصــات‪ .‬ولن تقديرات‬ ‫عــى عـ ي ِّ‬ ‫الحجــم كانــت تُحـ َّـول إىل كتلـ ٍـة حيويــة‪،‬‬ ‫مهمــا أن أتمكــن مــن قيــاس‬ ‫فقــد كان ًّ‬ ‫أ‬ ‫الحجــام عــى نحــو صحيــح»‪.‬‬ ‫وجــد الفريــق أن الكتلــة الحيويــة‬ ‫ت‬ ‫المف�ســات ف ي� الشــعاب‬ ‫ألهــم‬ ‫ِ‬ ‫تقريبــا ثالثــة أمثــال‬ ‫الســودانية بلغــت ً‬ ‫نظ�تهــا ف ي� الشــعاب الســعودية‪ .‬وكانت‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫مف�ســات القمــة أكــرث نــدرة ف ي� ميــاه‬ ‫المملكــة العربيــة الســعودية‪ ،‬وهــي‬ ‫ت‬ ‫الــى أرجعهــا الباحثــون إىل‬ ‫الظاهــرة ي‬

‫"ﻳﺘﻴﺢ ﻟﻲ ﺑﺤﺜﻲ ﻣﺘﻌﺪد اﻟﺘﺨﺼﺼﺎت ﻓﺮﺻﺔ اﻟﺘﻌﺎون ﻣﻊ اﻟﺰﻣﻼء اﻟﻤﺘﺨﺼﺼﻴﻦ‬ ‫ﻓﻲ اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ واﻟﺘﺼﻮﻳﺮ واﻟﺘﻌﻠﻢ اﻵﻟﻲ وﺗﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ اﻟﻨﺎﻧﻮ‬ ‫ً‬ ‫ﻋﺎﻣﻼ‬ ‫وﻋﻠﻢ اﻟﺠﻴﻨﻮم واﻟﺒﻴﺎﻧﺎت اﻟﻀﺨﻤﺔ وﻋﻠﻢ اﻷﺣﻴﺎء‪ُ .‬ﻳ َﻌ ﱡﺪ ﻫﺬا اﻟﺘﻌﺎون‬ ‫وﻣﻠﻬﻤﺎ ﻟﺸﻐﻔﻲ ﺑﺎﻟﻌﻠﻢ‪." .‬‬ ‫ﺣﺎﺳﻤﺎ ﻓﻲ ﻧﺠﺎح اﻟﺒﺤﺚ اﻟﺨﺎص ﺑﻲ‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ً‬

‫اﻷﺳﺘﺎذ ﻛﺎرﻟﻮس دوارﺗﻲ‬ ‫ﻣﺪﻳﺮ ﻣﺮﻛﺰ أﺑﺤﺎث اﻟﺒﺤﺮ اﻷﺣﻤﺮ‬ ‫وأﺳﺘﺎذ ﻛﺮﺳﻲ ﻃﺎرق أﺣﻤﺪ‬ ‫ﺟﻔﺎﻟﻲ ﻹﻳﻜﻮﻟﻮﺟﻴﺔ اﻟﺒﺤﺮ اﻷﺣﻤﺮ‬

‫اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل ﻛﺎرﻟﻮس دوارﺗﻲ وأﻋﻤﺎﻟﻪ ﺑـ ‪:‬‬ ‫‪DISCOVERY.KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﱠ‬ ‫اﻟﻤﺴﻠﻢ ﺑﻪ ﻋﻠﻰ ﻧﻄﺎق واﺳﻊ أن ﻛﺎرﻟﻮس واﺣﺪ‬ ‫ﻣﻦ‬ ‫ﻣﻦ اﻷﺻﻮات اﻟﺮاﺋﺪة ﻓﻲ اﻟﻌﺎﻟﻢ ﻓﻴﻤﺎ ﻳﺘﻌﻠﻖ ﺑﺎﻷﺑﺤﺎث‬ ‫ﺣﻮل آﺛﺎر اﻟﺘﻐﻴﺮ اﻟﻤﻨﺎﺧﻲ ﻋﻠﻰ اﻟﻨﻈﻢ اﻟﺒﻴﺌﻴﺔ اﻟﺒﺤﺮﻳﺔ‪.‬‬ ‫دوﻟﻴﺎ ﻣﺘﻌﺪد اﻟﺘﺨﺼﺼﺎت‪،‬‬ ‫ﺑﺤﺜﻴﺎ‬ ‫ﻓﺮﻳﻘﺎ‬ ‫ً‬ ‫وﻫﻮ ﻳﺮأس‬ ‫ًّ‬ ‫ًّ‬ ‫ﻳﺒﺤﺚ ﻓﻲ ﻛﻴﻔﻴﺔ اﻻﺳﺘﻔﺎدة ﻣﻦ ﻣﺤﻴﻄﺎت اﻟﻌﺎﻟﻢ ﻓﻲ‬ ‫ﺗﻮﻓﻴﺮ اﻷﻣﻦ اﻟﻐﺬاﺋﻲ واﻟﻤﺎﺋﻲ‪ ،‬ﻣﻦ أﺟﻞ اﻷﺟﻴﺎل‬ ‫وﻳ َﻌﺪ اﻛﺘﺸﺎف اﻟﻜﻴﻔﻴﺔ اﻟﺘﻲ ﻳﻤﻜﻦ‬ ‫اﻟﺤﺎﻟﻴﺔ واﻟﻤﻘﺒﻠﺔ‪ُ .‬‬ ‫ﺑﻬﺎ ﻟﻠﺤﻠﻮل اﻟﻤﺴﺘﻨﺪة إﻟﻰ اﻟﻤﺤﻴﻄﺎت أن ﺗﺴﺎﻋﺪ‬ ‫ﻓﻲ ﻣﻮاﺟﻬﺔ اﻟﺘﺤﺪﻳﺎت اﻟﻌﺎﻟﻤﻴﺔ ﻟﻺﻣﺪادات اﻟﻐﺬاﺋﻴﺔ‪،‬‬ ‫ﻣﺸﻜﻠﺔ ﻣﻌﻘﺪةً ﺗﺘﻄﻠﺐ‬ ‫ً‬ ‫وﺧﻔﺾ ﻣﺴﺘﻮى ﻏﺎز اﻟﻜﺮﺑﻮن‪،‬‬ ‫ﻋﺎﺑﺮا ﻟﻠﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ اﻟﺘﺨﺼﺼﺎت‪.‬‬ ‫دوﻟﻴﺎ‬ ‫ﻧﻬﺠﺎ‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫ً‬

‫‪B E S E‬‬

‫نية ثالثية األبعاد ِّ‬ ‫للشعاب المرجانية‪ ،‬التي توفر بدورها مكانً ا‬ ‫الب َ‬ ‫التكافل بين طحالب السوطيات الدوارة‪ ،‬التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي‪ ،‬والمرجان الحجري‪،‬‬ ‫ُ‬ ‫يدعم ِ‬ ‫ُ‬ ‫مالئما لمعيشة آالف األنواع المختلفة من تلك الطحالب‪.‬‬ ‫ً‬

‫كافل‬ ‫ـف عن أسرار التَّ ُ‬ ‫ِ‬ ‫ســلَ ُة الجينات‬ ‫تكشـ ُ‬ ‫َسلْ َ‬

‫جينوم طحالب السوطيات الدوارة إلى الطريقة التي‬ ‫ِ‬ ‫الت‬ ‫تشير َس ْل َس ُ‬ ‫تُ حافظ بها على عالقتها التكافلِ َّية بالكائنات المرجانية‪.‬‬

‫‪ 32‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪Aranda, M., Li, Y., Liew, Y.J., Baumgarten,‬‬ ‫‪S., Simakov, O., ... & Voolstra, C. R.‬‬ ‫‪Genomes of coral dinoflagellate‬‬ ‫‪symbionts highlight evolutionary‬‬ ‫‪adaptations conducive to a symbiotic‬‬ ‫‪lifestyle. Scientific Reports 6, 39734‬‬ ‫‪.)(2016‬‬

‫‪TANE SINCLAIR-TAYLOR 2017‬‬

‫التقــدم ف ي� بحــوث الجينــوم العلمــا َء‬ ‫يســاعد‬ ‫ُ‬ ‫ت‬ ‫الــى تتعــاون بهــا الكائنــات‬ ‫عــى كشــف الطريقــة ي‬ ‫المرجانيــة مــع الطحالــب لمكافحــة الضغــوط‬ ‫البيئيــة‪ .‬ف ي� هــذا االطــار‪ ،‬أجــرى باحثــو جامعــة‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫َسل َْســلَةً‬ ‫ســاالت مــن‬ ‫ثــاث‬ ‫ومقارنــةً لجينومــات‬ ‫ٍ‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫ينيوم» (‪ ،)Symbodinium‬أحــد‬ ‫ــم ِ‬ ‫جنــس ِ‬ ‫«س ْ‬ ‫بود ُ‬ ‫أعضــاء عائلــة الطحالــب الســوطيات الــدوارة‬ ‫((‪ ،dinoflagellates‬ليكتشــفوا أن جينوماتهــا تتمتــع‬ ‫بخصائــص عــدة‪ ،‬تســاعدها عــى إقامــة عالقــة‬ ‫تكافليــة مزدهــرة مــع الكائنــات المرجانيــة‪.‬‬ ‫ــد الســوطيات الــدوارة مــن أكــرث الكائنــات‬ ‫تُ َع ُّ‬ ‫وفــر ًة عــى ســطح أ‬ ‫للس ِلســلة‬ ‫ة‬ ‫ـد‬ ‫ـ‬ ‫قاع‬ ‫ِّل‬ ‫ك‬ ‫ـ‬ ‫ش‬ ‫ت‬ ‫إذ‬ ‫رض؛‬ ‫ال‬ ‫ً‬ ‫ُ‬ ‫ِّ‬ ‫الغذائيــة للمحيطــات‪ ،‬كمــا تســاعد عالقا تُهــا‬ ‫التكافليــة الوثيقــة مــع الكائنــات المرجانيــة عــى‬ ‫الشــعاب المرجانيــة‪ .‬ولكــن‬ ‫الحفــاظ عــى ســامة ِّ‬ ‫ــر َسل َْســلةٌ إال‬ ‫ج‬ ‫ت‬ ‫لــم‬ ‫جينوماتهــا‬ ‫بســبب ضخامــة‬ ‫ُ‬ ‫أ ْ َ‬ ‫لعــدد قليــل جـ ًّـدا مــن أنواعهــا‪ ،‬المــر الــذي أس ـ َه َم‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ـى تتكافــل بهــا‬ ‫ي� إ‬ ‫البقــاء عــى غمــوض الطريقــة الـ ي‬ ‫مــع المرجــان‪.‬‬

‫«تمك ّنــا مــن الحصــول عــى ي ن‬ ‫اثنــ� مــن جينومــات‬ ‫«ســمبودينيوم»‪ ،‬همــا جينــوم النــوع المســمى‬ ‫«ســمبودينيوم ِم ْنيوتَــم» ‪ ،S. minutum‬والنــوع‬ ‫ت‬ ‫كاواجــو�» ‪،S. kawagutti‬‬ ‫المســمى «ســمبودينيوم‬ ‫ي‬ ‫وقررنــا أن نسلســل نو ًعــا ثال ًثــا هــو «ســمبودينيوم‬ ‫يكروأدرياتيكَــم» ‪ ،S. microadriaticum‬وفقًالقــول‬ ‫َم ُ‬ ‫لقول مانويــل أراندا‪ ،‬أســتا ُذ العلوم البحرية المســاعد‪،‬‬ ‫بمركــز بحــوث البحــر أ‬ ‫الحمــر بالجامعــة‪ ،‬الــذي قــاد‬ ‫ت‬ ‫المـ شـروع البحـث ي مع زميلــه بالمركز ِكر ْســتيان فولســرا‪،‬‬ ‫ـاء مــن مركــز‬ ‫أســتاذ العلــوم البحريــة المشــارك‪ ،‬وزمـ ٍ‬ ‫بحــوث َح ْو َسـ َـبة العلــوم الحيويــة‪ ،‬وبرنامــج العالقــة‬ ‫البيئيــة ي ن‬ ‫«مكَّ َننا‬ ‫ب� الجينــات والســلوك‪ .‬يضيــف أرانــدا‪َ :‬‬ ‫ن‬ ‫ذلــك مــن المقارنــة بـ يـ� الجينومــات الثالثــة مــن حيــث‬ ‫الصفــات والوظائــف المشـ تـركة والمغايــرة‪ ،‬عــى أمــل‬ ‫معرفــة كيــف نشــأت أ‬ ‫النــواع بحيــث تصبــح متكافلــةً‬ ‫مــع أنــواع بعينهــا مــن المرجــان»‪.‬‬ ‫غــر العاديــة لجينومــات‬ ‫الب ْنيــة ي‬ ‫كانــت ِ‬ ‫ن‬ ‫«ســمبودينيوم» الثالثــة تعــ ي أن عــى الفريــق أن‬ ‫يُ َجـ ِّـود برمجيا ِتــه ليقـرأ الجينومــات عــى نحـ ٍـو ســليم‪.‬‬ ‫ف‬ ‫كشــف بح ُثهــم عــن أن الطحالــب مــن‬ ‫و� النهايــة‬ ‫َ‬ ‫ي‬

‫جنــس «ســمبودينيوم» قــد طــورت منظومــةً ثريــةً‬ ‫مــن ناقــات الكربونــات الحيويــة أ‬ ‫والمونيــوم‪.‬‬ ‫ال�وتينية ف� اقتنــاص ي ن‬ ‫اثن�‬ ‫ـتخدم هــذه الناقــات ب‬ ‫تُسـ َ‬ ‫ي‬ ‫مــن المغذيــات المهمــة الـ ت‬ ‫دورا ف ي� التكافــل‬ ‫ـى تــؤدي ً‬ ‫ي‬ ‫بـ ي ن‬ ‫ـ� المرجــان وطحالــب الســوطيات الــدوارة‪ ،‬وهــي‪:‬‬ ‫ئ‬ ‫الضــو� ‪،‬‬ ‫الكربــون‪ ،‬المطلــوب لعمليــة التمثيــل‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫والني� ي ن‬ ‫أســاس للنمــو والتكاثــر‪.‬‬ ‫وجــ�‪ ،‬وهــو‬ ‫ي‬ ‫ــوه أرانــدا بــأن الطحالــب مــن جنــس‬ ‫و يُ َن ِّ‬ ‫طــورت هــذه‬ ‫قــد‬ ‫تكــون‬ ‫أن‬ ‫إمــا‬ ‫«ســمبودينيوم»‬ ‫َّ‬ ‫النواقــل اســتجابةً للتكافــل‪ ،‬أو أن يكــون وجــود هــذه‬ ‫النواقــل هــو الــذي ســمح ألنــواع «ســمبودينيوم»‬ ‫بــأن تصبــح متكافــات ف� المقــام أ‬ ‫الول‪.‬‬ ‫ٍ ي‬

‫قسم الكمبيوتر والعلوم الكهربائية‪،‬‬ ‫الرياضية والهندسية‬

‫‪DAVID TIPLING PHOTO LIBRARY / ALAMY‬‬

‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫اللــوان االصطناعيــة البنيويــة ي‬ ‫تمتــاز بتغطيتهــا لكامــل الطيــف‬ ‫ئ‬ ‫المــر� ‪ .‬ومــع ذلــك‪ ،‬فــإن تطبيــق‬ ‫ي‬ ‫المختــر‬ ‫هــذه التقنيــة خــارج‬ ‫ب‬ ‫أمــر صعــب‪ ،‬ألن الب ن‬ ‫ــى النانويــة‬ ‫ُ‬ ‫ٌ‬ ‫غالبــا مــا تكــون هشــة‬ ‫الضوئيــة ً‬ ‫كبــرة‪.‬‬ ‫ويصعــب إنتاجهــا بكميــات ي‬ ‫ش‬ ‫فراتالــو� ‪،‬‬ ‫اســتخدم أندريــا‬ ‫ي‬ ‫وهــو أ‬‫الســتاذ ف ي� قســم الهندســة‬ ‫الكهربائيــة ف ي� جامعــة الملــك عبــدهللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ -،‬وزمــاء‬ ‫ت‬ ‫ـى هارفــارد‪ ،‬وإي ت ي� إتــش‬ ‫مــن جامعـ ي‬ ‫تقنيــات كيميائيــةً رطبــة‬ ‫زيــورخ‬ ‫ٍ‬ ‫للمســاعدة ف ي� التغلــب عــى صعوبــات‬ ‫إنتــاج أ‬ ‫اللــوان الضوئيــة‪ .‬واســتلهم‬ ‫الفريــق الريــش ذا المســام النانويــة‬ ‫ن‬ ‫أرجوا� ‪-‬الحلــق‪،‬‬ ‫لطائــر الكوتينجــا‬ ‫ي‬ ‫ف ي� وضــع طريقــة لنفــث جزيئــات‬ ‫مــن ســبيكة‬ ‫ين‬ ‫البالت�‪-‬‬ ‫ريش طائر‬ ‫أ‬ ‫الكوتينجا‬ ‫اللومنيوم‬ ‫أرجواني‪-‬الحلق‬ ‫عــى ســطح‬ ‫ذو المسام‬ ‫هــدف مــا‪.‬‬ ‫ٍ‬ ‫النانوية يلهم‬

‫ثــم‪ ،‬يــؤدي تطبيــق عمليــة تســمى‬ ‫ئ‬ ‫االنتقــا� إىل تحلُّــل‬ ‫االرتشــاح‬ ‫ي‬ ‫معظــم أ‬ ‫اللومنيــوم‪ ،‬وإعــادة تنظيــم‬ ‫ف‬ ‫كثــرة‬ ‫المعــدن المتبقــي ي� شــبكة ي‬ ‫يز‬ ‫ممــ�ة بمســام نانويــة‬ ‫النتــوءات‬ ‫مفتوحــة ‪.‬‬ ‫رســب الباحثــون‬ ‫بعــد ذلــك‪ّ ،‬‬ ‫رقيقــةً‬ ‫طبقــةً واقيــةً‬ ‫جــد ا مــن‬ ‫ًّ‬ ‫الياقــوت أ‬ ‫الزرق عــى تلــك الشــبكة‬ ‫المعدنيــة؛ لحمايــة الســطح وتعديــل‬ ‫ت‬ ‫الــى يتفاعــل بهــا الضــوء‬ ‫الطريقــة ي‬ ‫مــع المســام النانويــة الضوئيــة‪.‬‬ ‫والمثـ يـر للدهشــة أن تغـ ي ُّـرات طفيفــة‬ ‫ف ي� ُســمك طبقــة الياقــوت مــن ‪7‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫نانومــرا أســفرت‬ ‫نانومــرات إىل ‪53‬‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫تغــرات ملحوظــة ي� اللــون؛ إذ‬ ‫عــن ي ُّ‬ ‫ف‬ ‫خضــع الغشــاء الشــفاف ي� البدايــة‬ ‫لتحــوالت تدريجيــة إىل درجــة اللــون‬ ‫الصفــر‪ ،‬ثــم ال�تقــال ‪ ،‬أ‬ ‫أ‬ ‫فالحمــر‪،‬‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ثــم الزرق‪.‬‬ ‫ش‬ ‫اتالــو�‪« :‬إن التحكــم‬ ‫يقــول فر‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫جــدا مــن‬ ‫ي� هــذه اللــوان بســيط ًّ‬ ‫ا لنا حيــة ا لمعمليــة با ســتخد ا م‬

‫تقنيــات طــاء رخيصــة الثمــن وســهلة‬ ‫التنفيــذ»‪« .‬ومــع ذلــك‪ ،‬فــإن فهــم‬ ‫كيفيــة تكويــن أ‬ ‫اللــوان مــن تفا ُعــات‬ ‫الضــوء بالمــادة معقــد‪ ،‬ويحتــاج إىل‬ ‫أشــهر مــن العمــل»‪.‬‬ ‫بتطبيــق محــاكاة عاليــة المســتوى‪،‬‬ ‫اســتطاع الفريــق أن يكتشــف أن‬ ‫تكويــن أ‬ ‫اللــوان يبــدأ عندمــا يســقط‬ ‫ِّــد ا‬ ‫الضــوء عــى المعــدن‪ ،‬مول ً‬ ‫كيانــات شــبه موجيــة معروفــة‬ ‫باســم البالزمونــات الســطحية‪ .‬كمــا‬ ‫تتفاعــل البالزمونــات مــع المســام‬ ‫ئ‬ ‫عشــوا� ‪ ،‬فإنهــا‬ ‫الموزعــة بشــكل‬ ‫ي‬ ‫تصبــح محصــورة‪ ،‬منتجــةً تغــرات �ف‬ ‫ِ‬ ‫ي ُّ‬ ‫ي‬ ‫ُمعامــل انكســار الطــاء عنــد مناطــق‬ ‫إبســيلون قريبــة الصفــر ف ي� المســام‬ ‫ش‬ ‫تنتــر الموجــات‬ ‫النانويــة‪ ،‬حيــث‬ ‫ببــطء شــديد‪ .‬ويتســبب إضافــة‬ ‫غشــاء الياقــوت ف ي� انعكاســات إضافية‬ ‫مــن أ‬ ‫المــواج المحصــورة‪ ،‬ممــا يخلــق‬ ‫تدفقًــا مــن ألــوان مشــبعة خــال‬ ‫ين‬ ‫ش‬ ‫اتالــو�‬ ‫الرنــ�‪ .‬وأشــار فر‬ ‫تأثــرات‬ ‫ي‬ ‫في‬ ‫أ‬ ‫إىل أن طريقــة تشــكيل اللــوان ي�‬

‫هــذا الهيــكل يمكــن أن تفتــح الطريــق‬ ‫«الم�مجــة» للعديــد‬ ‫للمــواد النانويــة ب‬ ‫مــن التطبيقــات‪.‬‬ ‫ويســتطرد ً‬ ‫قائــا‪« :‬تخيــل إمكانيــة‬ ‫إعــادة طــاء خــدش عــى الســيارة‬ ‫بمــادة رقيقــة للغايــة دون إجــراءات‬ ‫أخــرى باهظــة‪ ،‬أو كوســيلة (خفيفــة‬ ‫الــوزن‪ ،‬ال تحتــاج إىل صيانــة) لطــاء‬ ‫الطائ ـرات» عــى حــد قولــه‪ .‬وأضــاف‬ ‫أيضــا أن «هــذه التكنولوجيــا يمكــن‬ ‫ً‬ ‫أن تكــون ثــورة حقيقيــة»‪.‬‬ ‫‪Galinksi, H., Favraud, G.,‬‬ ‫‪Dong, H., Gongora, J. S. T.,‬‬ ‫‪Fratalocchi, A., ... & Capasso,‬‬ ‫‪F. Scalable, ultra-resistant‬‬ ‫‪structural colors based on‬‬ ‫‪network metamaterials. Light:‬‬ ‫‪Science & Applications 6,‬‬ ‫‪e16233 (2017).‬‬

‫فريق جامعة‬ ‫الملك عبد الله‬ ‫للعلوم والتقنية‬

‫اكتشافات كاوست ‪35 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫تغير ألوانها‬ ‫طالءات ّ‬ ‫لتكون جاهزة في‬ ‫متناول الجميع‬ ‫يمكن ألغشية دقيقة‪ ،‬مضادة للخدش أن‬ ‫ِّ‬ ‫تولد قوس قزح من األلوان باستخدام ُبنى‬ ‫نانوية معدنية‪.‬‬ ‫تنشــأ أ‬ ‫ال لــوان المبهــرة لريــش‬ ‫الطــاووس مــن تفا ُعــل الضــوء مــع‬ ‫الب ن‬ ‫ــى النانويــة الحيويــة‪ .‬وقــد‬ ‫ُ‬ ‫اكتشــف الباحثــون كيفيــة اســتغالل‬ ‫هــذه الخدعــة الطبيعيــة المعروفــة‬ ‫باســم التلويــن البنيــوي ف ي� تطويــر‬ ‫تقنيــة طباعــة عــى نطــاق واســع‪،‬‬ ‫تنتــج طــاءات خفيفــة الــوزن‪ ،‬فائقــة‬

‫‪ 34‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫المقاومــة‪ ،‬وبــأي لــون مطلــوب‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ينتــج الباحثــون بشــكل روتيــ ي‬ ‫بُ ن‬ ‫للتأثــر عــى ســلوك‬ ‫ــى برصيــة‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ا لضــوء ي� تطبيقــا ت مختلفــة ‪،‬‬ ‫كمثــل ا أل ليــا ف ا لضوئيــة ف ي�‬ ‫االتصــاالت‪ .‬واســتخدمت العديــد‬ ‫مــن المجموعــات البحثيــة التقنيــة‬ ‫الضوئيــة لتوليــد أشــكال جديــدة مــن‬

‫رصد آمن‬ ‫لبيانات الطقس‬ ‫آليا من بيانات مناطيد الرصد الجوي‪ ،‬من‬ ‫نهج إحصائي إلزالة األخطاء ًّ‬ ‫شأنه تحسين دقة التوقعات الجوية‪.‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫تبادل المعرفة التجريبية‬ ‫الخبيرة لتسريع‬ ‫التصميمات البيولوجية‬ ‫سريعة لتصميم‬ ‫ً‬ ‫مرجعية‬ ‫ً‬ ‫مستودع لمعلومات األيض الغذائي يوفر أداةً‬ ‫نظم بيولوجية تخليقية مفيدة‪.‬‬ ‫طــور الباحثــون أدا ًة مرجعيــةً خاصــةً بالهندســة‬ ‫أ‬ ‫اليضيــة لتحسـ ي ن‬ ‫ـ� عمليــات إنتــاج عنــارص ومكونــات‬ ‫أ‬ ‫ين‬ ‫للباحثــ�‬ ‫مفيــدة مــن الخاليــا‪ ،‬وتوفــر هــذه الداة‬ ‫ت‬ ‫لغــةً‬ ‫مشــركة‪ ،‬مــن شــأنها أن تســهل عليهــم ابتــكار‬ ‫تصميمــات جديــدة‪.‬‬ ‫عنــد بنــاء النظــم الحيويــة التخليقيــة‪ ،‬يواجــه‬ ‫ً‬ ‫هائــا مــن المكونــات والتفاعــات‬ ‫العلمــاء عــد ًدا‬ ‫البيولوجيــة المتاحــة‪ .‬ولتســهيل التعامــل مــع هــذه‬ ‫المكونــات والتفاعــات‪ ،‬طــور فريــق عالمــي مــن‬ ‫الباحثـ ي ن‬ ‫ـارا يســمى «اللغــة المفتوحــة للبيولوجيا‬ ‫ـ� معيـ ً‬ ‫ت‬ ‫الن�نــت‬ ‫التخليقيــة» ‪ ،SBOL‬وهــو معيــار عــى إ‬ ‫يتيــح لعلمــاء أ‬ ‫الحيــاء التجريبيــة والحاســوبية تبــادل‬

‫التصميمــات برسعــة وإعــادة اســتخدامها‪.‬‬ ‫أ‬ ‫ه�ويوهــارا كواهــارا والســتاذ‬ ‫يتعــاون الدكتــور ي‬ ‫المســاعد ِســن جــاو ‪-‬مــن «مركــز بحــوث العلــوم‬ ‫البيولوجيــة الحاســوبية» ‪ CBRC‬ف ي� جامعــة الملــك عبد‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ -‬مــع علمــاء آخريــن‬ ‫مــن الصـ ي ن‬ ‫ـ� والواليــات المتحــدة لدعــم هــذا المعيــار‬ ‫أ‬ ‫المفتــوح مــن خــال إنشــاء مســتودع ‪ SBOL‬للجــزاء‬ ‫الخاصــة بالهندســة أ‬ ‫اليضيــة‪.‬‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫يقــول الدكتــور كواهــارا‪« :‬حــى الن‪ ،‬لــم يحــ َظ‬ ‫الــكا� ف� الهندســة أ‬ ‫ف‬ ‫اليضيــة‪.‬‬ ‫معيــار‪ SBOL‬بالدعــم‬ ‫ي ي‬ ‫ولكــن ألن العديد مــن تطبيقــات البيولوجيــا التخليقية‬ ‫تر ِّكــز عــى التخليــق البيولوجــي للمنتجــات الطبيعيــة‬

‫‪Kuwahara, H., Cui, X., Umarov, R.,‬‬ ‫‪Grünberg, R., Myers, C.J. & Gao, X.‬‬ ‫‪SBOLme: a repository of SBOL parts for‬‬ ‫‪metabolic engineering. ACS Synthetic‬‬ ‫‪Biology 6, 732-736 (2017).‬‬

‫‪ 36‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪RIGHT PAGE: ROBERT HARDING / AL AMY STOCK PHOTO, LEFT PAGE: 2017 K AUST / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫مستودعا على‬ ‫ِسن جاو (في المقدمة) مع زميليه في الفريق رمضان عمروف (يسار)‪ ،‬وهيرو كواهارا أنشأوا‬ ‫ً‬ ‫اإلنترنت لألجزاء الخاصة بالهندسة األيضية‪.‬‬

‫عاليــة القيمــة‪ ،‬مثــل الوقــود الحيــوي ومنتجــات‬ ‫التجميــل والعطــور أ‬ ‫والدويــة‪ ،‬ارتأينــا أن إنشــاء‬ ‫مســتودع ألجـزاء ‪ SBOL‬المعياريــة الخاصــة بالهندســة‬ ‫أ‬ ‫مفيــدا ف ي� هــذه التطبيقــات»‪.‬‬ ‫اليضيــة ســيكون‬ ‫ً‬ ‫اعتمــد كواهــارا وجــاو وزمالؤهمــا عــى قواعــد‬ ‫بيانــات عديــدة إلنشــاء مســتودع جديد يســهل البحث‬ ‫الج ـزاء أ‬ ‫فيــه ويضــم أ‬ ‫اليضيــة‪ ،‬وأطلقــوا عليــه اســم‬ ‫‪ SBOLme‬ألنــه متوافــق بالكامــل مــع المعيــار ‪.SBOL‬‬ ‫يحتــوي المســتودع ‪ SBOLme‬عــى عــدة آالف‬ ‫النزيمــات‪،‬‬ ‫مــن المركبــات الكيميائيــة‪ ،‬وفئــات إ‬ ‫اليضيــة‪ ،‬والتفاعــات أ‬ ‫وال�وتينــات أ‬ ‫اليضيــة من نحو‬ ‫ب‬ ‫‪ 4000‬كائــن حــي مختلــف‪ ،‬وجميــع هــذه العنــارص‬ ‫مصحوبــة بمعلومــات تصنيــف وصفيــة تتضمــن‬ ‫التفاعــات الشــائعة فيهــا وخصائصهــا الديناميكيــة‬ ‫الحراريــة‪ .‬وهــذا مــن شــأنه أن يم ِّكــن الباحثـ ي ن‬ ‫ـ� مــن‬ ‫تصميــم طــرق ووســائل جديــدة لتنفيــذ تفاعــات‬ ‫مفيــدة‪ ،‬كمــا أوضــح كواهــارا‪ً ،‬‬ ‫قائــا‪:‬‬ ‫ت‬ ‫«افــرض أنــك ترغــب ف ي� تصميــم مســار جديــد‬ ‫ئ‬ ‫الكيميــا� ‪ 1,3-propanediol‬الــذي‬ ‫إلنتــاج المكــون‬ ‫ي‬ ‫يُســتخدم لتصنيع أليــاف البوليسـ تـر مــن الجليرسول‪،‬‬ ‫وهــي مــادة متاحــة بكميــات وفـ يـرة ورخيصــة‪ .‬يتطلــب‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫إنزيميــ� ف ي� ميكــروب يمكنــه‬ ‫تفاعلــ�‬ ‫ذلــك صنــع‬ ‫تنفيــذ هــذه المهمــة‪ .‬يحتــوي مســتودع ‪SBOLme‬‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى تحتاجهــا لتحديــد‬ ‫عــى جميــع فالج ـزاء اليضيــة الـ ي‬ ‫هــذا المســار ي� الميكــروب‪ ،‬ويتيــح لــك كذلــك تبــادل‬ ‫التصاميــم مــع الزمــاء ومناقشــتها»‪.‬‬ ‫ف‬ ‫«و� النهايــة‪ ،‬عندمــا تنـ شـر ورقــة‬ ‫ويضيــف قائـ ًـا‪ :‬ي‬ ‫بحثيــة‪ ،‬فإنــك تضــع تصميمــك بصيغــة ‪ ،SBOL‬حــىت‬ ‫يســتطيع الق ـراء العثــور عليــه»‪.‬‬ ‫يقــول كواهــارا وجــاو إن علمــاء الكمبيوتــر‬ ‫ين‬ ‫الموهوبــ� ف ي� «كاوســت» ‪ ،‬وأجهــزة الحوســبة‬ ‫ف‬ ‫العنقوديــة ي� «مركــز بحــوث العلــوم البيولوجيــة‬ ‫الحاســوبية» ‪ CBRC‬كان لهــم دور حيــوي ف ي� نجــاح‬ ‫ش‬ ‫المــروع‪.‬‬ ‫هــذا‬ ‫ف‬ ‫ف‬ ‫ويأمــل العا ِلمــان ي� االســتمرار ي� وضــع طــرق‬ ‫حوســبة تســاعد ف ي� تســهيل تصميمــات الهندســة‬ ‫أ‬ ‫اليضيــة‪ ،‬كمــا يخطِّطــان ف ي� النهايــة لتيسـ يـر وتســهيل‬ ‫اســتخدام الميكروبــات بمســتوى يضاهــي العمليــات‬ ‫الصناعيــة مــن أجــل إنتــاج مــواد كيميائيــة مفيــدة‪.‬‬ ‫تتضمــن التطبيقــات المحتملــة للهندســة أ‬ ‫اليضيــة‬ ‫إنتــاج أدويــة جديــدة‪ ،‬وتخزيــن المعلومــات عــى‬ ‫خيــوط الحمــض النــووي‪.‬‬

‫ﺣﻘﺎ ﱠأﻻ ﻧﻔﻜﺮ ﻓﻲ اﻟﺠﺰﻳﺌﺎت ﺑﻮﺻﻔﻬﺎ ﻋﻨﺎﺻﺮ‬ ‫"ﻣﻦ اﻟﻤﺜﻴﺮ ﻟﻼﻫﺘﻤﺎم ًّ‬ ‫ﻋﻮﺿﺎ ﻋﻦ ذﻟﻚ ﺑﺎﻋﺘﺒﺎرﻫﺎ ﻛﻴﺎﻧﺎت ﻣﺘﺠﺎوﺑﺔ‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ﺛﺎﺑﺘﺔ‪ ،‬ﺑﻞ ﻧﻔﻜﺮ ﻓﻴﻬﺎ‬ ‫ﻳﻤﻜﻨﻚ ﻫﻨﺪﺳﺘﻬﺎ ﻋﻨﺪ اﻟﻤﺴﺘﻮى اﻟﻨﺎﻧﻮي"‬

‫اﻷﺳﺘﺎذ اﻟﻤﺴﺎﻋﺪ ﻧﻴﻔﻴﻦ ﺧﺸﺎب‬ ‫اﻟﺤﺎﺋﺰة ﻋﻠﻰ ﺟﺎﺋﺰة ﻟﻮرﻳﺎل‪-‬ﻳﻮﻧﺴﻜﻮ‬ ‫‪ 2017‬ﻟﻠﻨﺴﺎء اﻟﻌﺎﻟِ ﻤﺎت‪.‬‬

‫‪FONDATION L’OREAL‬‬

‫ﻟﻤﻌﺮﻓﺔ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﻋﻦ ﻧﻴﻔﻴﻦ وأﻋﻤﺎﻟﻬﺎ‬ ‫‪KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﺻﻤﻤﺖ ﻧﻴﻔﻴﻦ ﺧﺸﺎب ﻣﻮاد ﻧﺎﻧﻮﻳﺔ ذﻛﻴﺔ‪ ،‬ﻳﻤﻜﻦ‬ ‫ﺑﺮﻣﺠﺘﻬﺎ ﻟﻼﺳﺘﺠﺎﺑﺔ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﻣﻌﻴﻨﺔ ﻟﻠﻤﺤﻔﺰات‬ ‫اﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ‪ ،‬ﻛﺎﻟﻀﻮء واﻟﺘﻴﺎر اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ‪ .‬ﺗُ ﺴﺘﺨﺪم ﺗﻠﻚ‬ ‫اﻟﻤﻮاد ﻓﻲ اﻟﺘﻄﺒﻴﻘﺎت اﻟﺤﻴﻮﻳﺔ اﻟﻄﺒﻴﺔ ﻣﻦ أﺟﻞ إﻳﺼﺎل‬ ‫اﻟﻌﻘﺎﻗﻴﺮ إﻟﻰ ﺧﻼﻳﺎ ﻣﺤﺪدة‪ ،‬وذﻟﻚ ﻟﻠﺤﺪ ﻣﻦ اﻟﻀﺮر‬ ‫اﻟﺬي ﻳﻤﻜﻦ أن ﺗُ ْﺤ ِﺪﺛﻪ ﻟﻠﺨﻼﻳﺎ اﻟﺴﻠﻴﻤﺔ‪ ،‬ﺑﺎﻹﺿﺎﻓﺔ‬ ‫إﻟﻰ اﺳﺘﺨﺪاﻣﺎﺗﻬﺎ ﻓﻲ اﻟﺘﻄﺒﻴﻘﺎت اﻟﺒﻴﺌﻴﺔ واﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ‪.‬‬ ‫ﻓﺮﻳﻘﻬﺎ ﻋﻠﻰ إﻣﻜﺎﻧﻴﺔ اﺳﺘﺨﺪام ﻣﺜﻞ ﺗﻠﻚ‬ ‫ُ‬ ‫وﻗﺪ ﺑﺮﻫﻦ‬ ‫اﻟﺘﺮﻛﻴﺒﺎت ﻛﻤﺴﺘﺸﻌﺮات ﻓﺎﺋﻘﺔ اﻟﺤﺴﺎﺳﻴﺔ وأدوات‬ ‫ﺗﺼﻮﻳﺮ؛ ﻟﺘﺤﺴﻴﻦ ﻓﺮص اﻟﻜﺸﻒ اﻟﻤﺒﻜﺮ ﻋﻦ اﻷﻣﺮاض‪.‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫الغالف الجوي العلوي‬

‫‪ 38‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫مناطيد الرصد‬ ‫الجوي تحمل مســابير‬ ‫السلكية تُ ستخدم‬ ‫مرة واحدة يتم‬ ‫إطالقها مرتين‬ ‫يوميا في ‪700‬‬ ‫ًّ‬ ‫موقع حول العالم‬ ‫لتسجيل ورصد‬ ‫األحوال المناخية‬ ‫في الغالف الجوي‬ ‫العلوي‪.‬‬

‫القياســات الوحيــدة للطبقــات العليــا‬ ‫مــن الغــاف الجــوي‪ ،‬ممــا يجعلهــا‬ ‫أساســيةً لبيانــات أ‬ ‫القمــار الصناعيــة‪،‬‬ ‫وتوقعــات أ‬ ‫الحــوال الجويــة‪ ،‬وأبحــاث‬ ‫علــم المنــاخ»‪.‬‬ ‫وتضيــف صــن‪« :‬تحتــوي البيانــات‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫عــى عــدد هائــل مــن الخطــاء الـ ي‬ ‫يصعــب تصحيحهــا يدويًّــا‪ ،‬ولهــذا‬ ‫نحتــاج إىل طريقــة آليــة لتحديــد مثــل‬ ‫هــذه أ‬ ‫الخطــاء العشــوائية»‪.‬‬ ‫أ‬ ‫هنــاك طــرق آليــة إلزالــة الخطــاء‬ ‫المنهجيــة مــن البيانــات ‪ ،‬مثــل‬ ‫التغــرات ف ي� الموقــع أو وحــدات‬ ‫ي‬ ‫القيــاس‪ ،‬ولكــن مــا مــن وســيلة إلزالــة‬ ‫الخطــاء أ‬ ‫أ‬ ‫الصليــة ف ي� البيانــات‪ ،‬مثــل‬ ‫أخطــاء إدخــال البيانــات‪ ،‬أو أخطــاء‬ ‫إرســال البيانــات‪ ،‬أو عــدم الدقــة ف ي�‬ ‫تتبــع المنطــاد‪ ،‬دون إزالــة قياســات‬ ‫ُّ‬ ‫متطرفــة لكنهــا حقيقيــة‪ ،‬وهــي تمثــل‬ ‫بعضــا مــن أهــم البيانــات المطلوبــة‬ ‫ً‬ ‫للتوقعــات الجويــة‪ .‬ركــزت صــن‬ ‫وزمالؤهــا عــى بيانــات الريــاح عــى‬ ‫منهجــا‬ ‫وجــه التحديــد‪ ،‬وطــوروا‬ ‫ً‬ ‫نحــو صحيــح‬ ‫إحصائيــا يُفــرق عــى‬ ‫ًّ‬ ‫بــ� القيــم ِّ المتطرفــة ٍ أ‬ ‫ين‬ ‫والخطــاء‬ ‫العشــوائية‪.‬‬ ‫تقــول صــن‪« :‬يضــع منهجنــا ف ي�‬ ‫توزيعــا أك ـرث واقعيــة لمتجــه‬ ‫اعتبــاره‬ ‫ً‬

‫الريــاح الــذي ينحــرف بسلســلة طويلة‬ ‫مــن القيــم المتطرفــة النــادرة‪ .‬وهــذا‬ ‫يجعــل مــن الممكــن ي ز‬ ‫تميــ� بيانــات‬ ‫ت‬ ‫جــدا أن تكــون‬ ‫رجــح ًّ‬ ‫الــى يَ ُ‬ ‫الرصــد ي‬ ‫أخطــاء باعتبارهــا إحصائيــات شــاذة‬ ‫دون إزالــة القيــم المتطرفــة»‪.‬‬ ‫وبجانــب تطبيــق هــذا المنهــج‬ ‫ف� رصــد أ‬ ‫الخطــاء عــى البيانــات‬ ‫ي‬ ‫اليوميــة الجديــدة‪ ،‬يمكــن اســتخدامه‬ ‫أيضــا مــع كميــات البيانــات الضخمــة‬ ‫ً‬ ‫المســاب� المناخيــة‬ ‫الــواردة مــن‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫الــى تحتفــظ بهــا عــدة‬ ‫الالســلكية ي‬ ‫أرشــيفات حــول العالــم‪.‬‬ ‫نطــور طريقــة‬ ‫تقــول صــن‪« :‬إننــا ِّ‬ ‫كشــف رسيعــة وآليــة‪ ،‬وســوف نتمكــن‬ ‫من اســتخدام هذه الطريقــة ف ي� معالجة‬ ‫ماليــ� الســجالت أ‬ ‫ين‬ ‫الرشــيفية برسعــة‬ ‫ف‬ ‫أيضــا عنــد‬ ‫أكـ بـر‪ .‬كمــا نأخــذ ي� اعتبارنــا ً‬ ‫التأثــرات‬ ‫وضــع الطريقــة الجديــدة‬ ‫ي‬ ‫للتغــرات المناخيــة»‪.‬‬ ‫المحتملــة‬ ‫ي ُّ‬ ‫& ‪Sun, Y., Hering, A.S.,‬‬ ‫‪Browning, J.M. Robust‬‬ ‫‪bivariate error detection in‬‬ ‫‪skewed data with application‬‬ ‫‪to historical radiosonde‬‬ ‫‪winds. Environmetrics 28,‬‬ ‫)‪e2431 (2017‬‬

‫‪IMAGE CAPTION HERE IMAGE CAPTION HERE IMAGE CAPTION HERE‬‬

‫تنطلــق مناطيــد الطقــس ف ي� الغــاف‬ ‫ين‬ ‫يوميــا مــن ‪700‬‬ ‫مرتــ�‬ ‫الجــوي‬ ‫ًّ‬ ‫موقــع حــول العالــم لرصــد أحــوال‬ ‫المنــاخ ف ي� طبقــات الغــاف الجــوي‬ ‫العلويــة‪ .‬ومنــذ ش‬ ‫ع�ينيــات القــرن‬ ‫المالي�ن‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫الع�يــن‪ ،‬انطلقــت عــرات‬ ‫ي‬ ‫مــن مناطيــد «المســبار المناخــي»‬ ‫الالســلكية‪ ،‬مرســلةً أرشــيفًا هائـ ًـا مــن‬ ‫ت‬ ‫دورا حيويًّــا ف ي�‬ ‫الــى تــؤدي ً‬ ‫البيانــات ي‬ ‫توقعــات أحــوال الطقــس ونمذجــة‬ ‫ف‬ ‫و� مثــل هــذه المجموعــة‬ ‫المنــاخ‪ .‬ي‬ ‫الضخمــة مــن البيانــات‪ ،‬تحــدث‬ ‫حتمــا أخطــاء تؤثــر بشــكل فــادح عــى‬ ‫ً‬ ‫نتائــج النمــاذج‪.‬‬ ‫تتعــاون يينــج صــن أ‬ ‫الســتاذ‬‫المســاعد ف ي� علــوم الرياضيــات‬ ‫والحوســبة التطبيقيــة ف ي� جامعــة‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫ين‬ ‫باحثــ� مــن كليــة‬ ‫(كاوســت)‪ -‬مــع‬ ‫كولــورادو للمعــادن وجامعــة بايلــور؛‬ ‫لوضــع نهــج يســاعد ف ي� إزالــة هــذه‬ ‫أ‬ ‫ئ‬ ‫إحصا�‬ ‫الخطــاء‪ ،‬باســتخدام تحليــل‬ ‫ي‬ ‫ســليم للبيانــات‪.‬‬ ‫ش‬ ‫تــرح صــن قائلــةً ‪« :‬المســبار‬ ‫المناخــي عبــارة عــن مجموعــة صغـ يـرة‬ ‫قابلــة للتوســيع مــن أ‬ ‫الدوات المعلقــة‬ ‫أســفل منطــاد عرضــه ت‬ ‫مــران مملــوء‬ ‫ين‬ ‫بالهيدروجــ� أو الهيليــوم‪ .‬تقيــس‬ ‫ف‬ ‫المجســات ي� المســبار االرتفــاع‬ ‫والضغــط ودرجــة الحــرارة ونقطــة‬ ‫النــدى‪ ،‬كمــا تحســب كذلــك رسعــة‬ ‫تتبــع‬ ‫الريــاح واتجاههــا مــن خــال ُّ‬ ‫الطــران‪.‬‬ ‫موضــع المســبار ف ي� أثنــاء‬ ‫ي‬ ‫ــد ملحوظــات الرصــد ت‬ ‫الــى‬ ‫وتُ َع ُّ‬ ‫ي‬ ‫يرســلها المســبار المناخــي هــي‬

‫«المســبار المناخي عبارة عــن مجموعة‬ ‫صغيــرة قابلة للتوســيع من األدوات‬ ‫المعلقة أســفل منطــاد عرضه متران‬ ‫مملــوء بالهيدروجيــن أو الهيليوم»‪.‬‬

‫قسم الكمبيوتر والعلوم الكهربائية‪،‬‬ ‫الرياضية والهندسية‬

‫إجــراء التحليــل العميــق ف ي� البيانــات‬ ‫الضخمــة ف ي� وقــت أقــل»‪.‬‬ ‫نظاما اســمه‬ ‫طــور كالنيــس وزمــاؤه ً‬ ‫‪ ،ScaleMine‬يحلــل البيانــات برسعــة‬ ‫ش‬ ‫بعــرة أضعــاف بالمقارنــة‬ ‫أكــر‬ ‫ب‬ ‫بالنظــم الحاليــة‪.‬‬ ‫يقــول كالنيــس‪« :‬تتضمن عمليــة ‪FSM‬‬ ‫عــد ًدا هائال ً من عمليات الرســوم البيانية‪،‬‬ ‫وتتطلــب كل واحــدة منهــا معالجــة‬ ‫حوســبية ضخمــة‪ ،‬ولهــذا فــإن الطريقــة‬ ‫العمليــة الوحيــدة لدعــم عمليــة ‪ FSM‬ف ي�‬ ‫الرســوم البيانيــة الكبـ يـرة هــي المعالجــة‬ ‫الحاســوبية الضخمــة المتوازيــة»‪.‬‬ ‫ف ي� الحوســبة المتوازية‪ ،‬يُقسم البحث‬ ‫ف ي� الرســوم البيانيــة إىل مهــام متعــددة‪،‬‬ ‫ٌّكل منها يعمل بصــورة ت ز‬ ‫م�امنــة ف ي� معالج‬ ‫كبــرة‬ ‫منفصــل‪ .‬وإذا كانــت المهــام ي‬ ‫للغايــة‪ ،‬يجــري البحــث بالكامــل عــن‬ ‫طريــق انتظار اكتمــال أبطأ المهــام؛ وإذا‬ ‫كانــت المهــام صغـ يـرة للغايــة‪ ،‬تصبــح‬ ‫االتصــاالت إالضافيــة المطلوبة لتنســيق‬ ‫ـرا‬ ‫المعالجــة المتوازيــة عب ًئــا‬ ‫ًّ‬ ‫إضافيــا كبـ ي ً‬ ‫عــى المعالجــات الحاســوبية‪.‬‬ ‫تغلَّــب فريــق كالنيــس عــى هــذه‬ ‫المشــكلة بتنفيــذ عمليــة البحــث ف ي�‬ ‫خطوتـ ي ن‬ ‫ـ�‪ :‬خطــوة تقريــب أوىل لتحديد‬ ‫المثــال‬ ‫مســاحة البحــث والتقســيم‬ ‫ي‬ ‫للمهــام‪ ،‬وخطوة حوســبة ثانية تُقَســم‬ ‫فيهــا المهــام الكبـ يـرة بصــورة تلقائيــة‬ ‫مثــال مــن المهــام الفرعيــة‪.‬‬ ‫إىل عــدد ي‬ ‫ين‬ ‫تحســ� رسعــة‬ ‫ويســفر ذلــك عــن‬ ‫البحــث بمعــدل يفــوق عـ شـرة أضعــاف‬ ‫مــا كان ممك ًنــا ف ي� الســابق‪.‬‬ ‫ويختتــم كالنيس حديثه قائـ ًـا‪« :‬نأمل‬ ‫أن تســاعد هــذه الرسعــة الفائقــة ف ي�‬ ‫تحليل البيانات الرســومية الضخمة بدقة‬ ‫أكـ بـر واســتخراج معلومــات جديــدة»‪.‬‬ ‫‪Abdelhamid, E., Abdelaziz,‬‬ ‫& ‪I., Kalnis, P., Khayyat, Z.‬‬ ‫‪Jamour, F. ScaleMine: Scalable‬‬ ‫‪parallel frequent subgraph‬‬

‫تطوير نموذج‬ ‫إحصائي دقيق‬ ‫للبيانات المكانية‬ ‫نمــوذج إحصائــي ُيفســر عالقــات االتــكال‬ ‫المتبادل الشــائعة فــي البيانــات المكانية‬ ‫ويحقــق نتائــج أكثــر واقعية‪.‬‬

‫طــور الباحثــون ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫إحصائيــا للبيانــات‬ ‫نموذجــا‬ ‫والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫المكانيــة ‪-‬مثــل درجــات الحــرارة ف ي� المواقــع‬ ‫المختلفــة‪ -‬يصــف بدقــة أكـ بـر االرتباطــات الجغرافيــة‬ ‫ين‬ ‫المقيســة‪.‬‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫المتغــرات َ‬ ‫الحصائيــة الســليمة والواقعيــة‬ ‫تمثــل النمــاذج إ‬ ‫ـرا جوهريًّــا ف ي� جميــع مجــاالت البحــث العلمــي‬ ‫عنـ ً‬ ‫والهندســة تقريبــا‪ .‬ويــؤدي اختيــار نمــوذج إحصــا�ئ‬ ‫ً‬ ‫ي‬ ‫غـ يـر مناســب لمجموعــة بيانات معينة إىل ســوء تفسـ يـر‬ ‫ث‬ ‫كار� محتمــل للنتائــج‪.‬‬ ‫ي‬ ‫يقــول مــارك جنتــون ‪-‬أســتاذ علــوم الرياضيــات‬ ‫والحســاب التطبيقيــة ف ي� «كاوســت» ‪« :-‬تتضمــن‬ ‫للمتغــرات‬ ‫الحصائيــات المكانيــة إعــداد نمــاذج‬ ‫إ‬ ‫ي‬ ‫المقيســة ف‬ ‫مكانيــا‪ .‬والعديــد مــن‬ ‫مختلفــة‬ ‫مواقــع‬ ‫�‬ ‫َ‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫النمــاذج الحاليــة ‪ Copulas‬ال يمكنهــا أن ترصد بشــكل‬ ‫ن‬ ‫المــكا� المتبادلــة ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫صحيــح عالقــات االتــكال‬ ‫ي‬ ‫المتغــرات‪ ،‬مثــل ضعــف عالقــة االتــكال المتبــادل‬ ‫ي‬ ‫بـ ي ن‬ ‫ـ� المتغـ يـرات مــع زيــادة المســافة‪ ،‬كمــا هــو الحــال‬ ‫مــع درجــات الحــرارة»‪.‬‬ ‫صمــم جنتــون‪ ،‬بالتعــاون مــع زميليــه الدكتــور‬ ‫نموذجا‬ ‫وال�وفيســور رافاييل هــورس‪،‬‬ ‫ـ� ب‬ ‫ً‬ ‫بافــل كروبسـ ي‬

‫أثبت الباحثون فائدة‬ ‫نموذجهم اإلحصائي‬ ‫القائم على العوامل‬ ‫عن طريق تطبيقه على‬ ‫تحليل متوسط درجات‬ ‫الحرارة اليومية في‬ ‫أرجاء سويسرا‪.‬‬

‫إحصائيــا يمكنــه التعامــل مــع أ‬ ‫النــواع المختلفــة مــن‬ ‫ًّ‬ ‫عالقــات االتــكال المتبــادل بـ ي ن‬ ‫ـ� المتغـ ي ِّـرات‪ ،‬ويقــدم‬ ‫ـرا أبســط للبيانــات مقارنــة‬ ‫هــذا النمــوذج كذلــك أتفسـ ي ً‬ ‫الخــرى‪ :‬ويوضــح هــذا التفسـ يـر‬ ‫الحصائيــة‬ ‫بالنمــاذج إ‬ ‫ت‬ ‫ً‬ ‫ببســاطة أن ثمــة عامــا مشــركًا غـ يـر ملحــوظ يؤثر عىل‬ ‫جميــع المتغـ يـرات ف ي� آن واحــد‪.‬‬ ‫مفــرا‪« :‬عــى ســبيل المثــال‪،‬‬ ‫يقــول جنتــون‬ ‫ً‬ ‫بيانــات درجــات الحـرارة ف ي� منطقــة جغرافيــة صغـ يـرة‬ ‫قــد تتأثــر بظــروف المنــاخ الســائدة‪ ،‬أ‬ ‫المــر الــذي‬ ‫عامــا ت‬ ‫ً‬ ‫مشــركًا‪ .‬ولوصــف مثــل هــذه‬ ‫يمكــن اعتبــاره‬ ‫المواقــف‪ ،‬اســتخدمنا نمــوذج جــاوس المعيــاري‬ ‫ت‬ ‫ً‬ ‫مشــركًا يؤثــر عــى كل‬ ‫عشــوائيا‬ ‫عامــا‬ ‫وأضفنــا‬ ‫ًّ‬ ‫افــراض مقبــول �ف‬ ‫المتغــرات ف� آن واحــد‪ ،‬وهــو ت‬ ‫ي‬ ‫ي ٍ‬ ‫ي‬ ‫العديــد مــن التطبيقــات المكانيــة»‪.‬‬ ‫يُعــد نمــوذج جــاوس واحـ ًـدا مــن أهــم النمــاذج‬ ‫الحصائيــة أ‬ ‫الساســية ث‬ ‫وأك�هــا تنو ًعــا‪ ،‬ويُســتخدم‬ ‫إ‬ ‫ئ‬ ‫العشــوا� للقيــم حــول قيمــة‬ ‫ف ي� وصــف التوزيــع‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫ـيك‬ ‫ـرس الكالسـ ي‬ ‫متوســطة فيمــا يشــبه المنحــى الجـ ي‬ ‫الــذي تقــع فيــه أغلــب قيــم القيــاس بالقــرب مــن‬ ‫ين‬ ‫المتوســط مــع وجــود ي ن‬ ‫الجانبــ�‪ .‬يمثــل‬ ‫ذيلــ� عــى‬ ‫هــذان الذيــان النــدرة ت ز‬ ‫الم�ايــدة للقيــم المرتفعــة‬ ‫كبــر عــن المتوســط‪ .‬ويُعــد‬ ‫أو المنخفضــة بشــكل ي‬ ‫نمــوذج جــاوس شــديد أ‬ ‫الهميــة ف ي� نمــوذج جنتــون‬ ‫المعتمــد عــى العوامــل؛ ألنــه يســمح بالتكامــل‬ ‫الطبيعــي لالتــكال المتبــادل القائــم عــى عامــل‬ ‫ت‬ ‫مشــرك ي ن‬ ‫المتغــرات‪.‬‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫الحصــا�ئ‬ ‫أثبــت الباحثــون فائــدة نموذجهــم إ‬ ‫ي‬ ‫القائــم عــى العوامل عــن طريــق تطبيقه عــى تحليل‬ ‫متوســط درجــات الح ـرارة اليوميــة ف ي� أرجــاء ســويرسا‪.‬‬ ‫وقــد أبــى النمــوذج بــاء حســنا مقارنــةً أ‬ ‫بالســاليب‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫الحصائيــة أ‬ ‫الخــرى‪ ،‬وقــدم وصفًــا أكــرث تماســكًا‬ ‫إ‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫لعالقــة االتــكال الساســية بـ يـ� الماكــن الجغرافيــة‪.‬‬ ‫ويقول جنتــون بتلهــف‪« :‬يمكن اســتخدام نموذجنا‬ ‫متغــرات تقــاس عــى نحــو متكــرر ف ي�‬ ‫ف ي� نمذجــة أي‬ ‫ي‬ ‫الزمــن ف ي� مواقــع مكانيــة مختلفــة‪ ،‬مثــل قيــم درجــات‬ ‫الحـرارة ف ي� كل يــوم أو كل ســاعة‪ ،‬أو بيانــات الريــاح ف ي�‬ ‫محطــات الطقــس المختلفــة‪ ،‬أو ف ي� نمذجة مســتويات‬ ‫المقيســة باســتخدام بالونــات الطقــس أو‬ ‫التلــوث َ‬ ‫أ‬ ‫القمــار الصناعيــة»‪.‬‬ ‫‪Abdelhamid, E., Abdelaziz, I., Kalnis,‬‬ ‫‪P., Khayyat, Z. & Jamour, F. ScaleMine:‬‬

‫‪ALISTAIR SCOT T / AL AMY‬‬

‫‪mining in a single large graph.‬‬

‫‪Scalable parallel frequent subgraph‬‬

‫‪International Conference for‬‬

‫‪mining in a single large graph.‬‬

‫‪High Performance Computing,‬‬

‫‪International Conference for High‬‬

‫‪Networking, Storage and‬‬

‫‪Performance Computing, Networking,‬‬

‫‪Analysis SC16 (2016).‬‬

‫‪Storage and Analysis SC16 (2016).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪41 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫استراتيجية جديدة للتنقيب في‬ ‫البيانات توفر سرعة غير مسبوقة‬ ‫في البحث عن األنماط يمكنها‬ ‫استخالص رؤى جديدة من‬ ‫مجموعات البيانات الضخمة‪.‬‬

‫سرعة مضاعفة ‪ 10‬مرات في‬ ‫عمليات البحث عن األنماط‬

‫سرعة غير مسبوقة في البحث عن األنماط‪،‬‬ ‫ً‬ ‫استراتيجية جديدة للتنقيب في البيانات‪ ،‬توفر‬ ‫يمكنها استخالص رؤى جديدة من مجموعات البيانات الضخمة‪.‬‬

‫‪ 40‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪MOPIC / AL AMY‬‬

‫بــات البحــث عــن أ‬ ‫النمــاط المتكــررة‬ ‫أساســيا مــن‬ ‫ف ي� نظــم الشــبكات جــز ًءا‬ ‫ًّ‬ ‫عمليــات البحــث واالستكشــاف �ف‬ ‫ي‬ ‫مجــاالت عديــدة ومتباينــة مــن علــم‬ ‫أ‬ ‫الحيــاء إىل مواقــع التواصــل االجتماعي‪.‬‬ ‫وقــد طــور الباحثــون ف ي� جامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫ـارا للبحــث عــن الرســومات البيانيــة‬ ‫إطـ ً‬ ‫أ‬ ‫ش‬ ‫كب�ة‬ ‫أو النمــاط‪ ،‬يبــر بتحقيــق رسعــة ي‬ ‫ف ي� عمليــات البحــث ف ي� المجموعــات‬ ‫الضخمــة مــن بيانــات الشــبكات‪.‬‬

‫يقــول باناجيوتيــس كالنيــس ‪-‬أســتاذ‬ ‫علــوم الحاســب آ‬ ‫ال يل المشــارك‪،‬‬ ‫وقائــد فريــق البحــث ف ي� «مركــز أبحــاث‬ ‫الحوســبة الفائقــة» ف ي� «كاوســت» ‪-‬‬ ‫ن‬ ‫ـا� هــو إطــار من‬ ‫ً‬ ‫موضحــا‪« :‬الرســم البيـ ي‬ ‫نموذجــا للعالقــات‬ ‫البيانــات‪ ،‬يقــدم‬ ‫ً‬ ‫بــ� أ‬ ‫المعقــدة ي ن‬ ‫الشــياء‪ .‬وتُســتخدم‬ ‫الرســوم البيانيــة عــى نطــاق واســع‬ ‫ف ي� العديــد مــن التطبيقــات الحديثــة‪،‬‬ ‫متضمنــةً الشــبكات االجتماعيــة‪،‬‬ ‫والشــبكات البيولوجيــة مثــل التفاعــات‬

‫ف‬ ‫ن‬ ‫و� شــبكات االتصاالت‬ ‫يب� بال�وتينــات‪ ،‬ي‬ ‫ت‬ ‫مثــل شــبكة إالن�نــت»‪.‬‬ ‫ومــن أهــم العمليــات ف ي� هــذه‬ ‫التطبيقــات عمليــة البحــث عن الرســوم‬ ‫ت‬ ‫الــى تكشــف كيــف‬ ‫البيانيــة أالمتكــررة‪ ،‬ي‬ ‫ترتبــط الشــياء ببعضهــا‪ .‬وتمثــل هــذه‬ ‫العمليــة ‪-‬واســمها التنقيــب المتكــرر عن‬ ‫الرســوم البيانيــة الفرعيــة ‪ -FSM‬حجــر‬ ‫الزاوية ف ي� العديد من تقنيات اســتخالص‬ ‫المعرفــة ف ي� الدراســات االجتماعيــة‪،‬‬ ‫والمعلوماتيــة الحيويــة‪ ،‬ومعالجــة‬

‫أ‬ ‫ت ن‬ ‫و�‬ ‫الصــور‪ ،‬إ‬ ‫بالضافــة إىل المــن إاللكــر ي‬ ‫غــر أن الرســوم‬ ‫وكشــف االحتيــال‪ .‬ي‬ ‫ين‬ ‫المالي�‬ ‫البيانيــة قــد تحتوي عــى مئــات‬ ‫مــن العنــارص ومليــارات العالقــات‪ ،‬مما‬ ‫يعــن أن مهمــة اســتخالص أ‬ ‫النمــاط‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫جــدا‬ ‫المتكــررة ســتتطلب وق ًتــا‬ ‫طويــا ًّ‬ ‫ومــوارد حوســبية ضخمــة‪.‬‬ ‫يقــول كالنيــس‪« :‬خالصــة أ‬ ‫المــر أننا‬ ‫إذا اســتطعنا إنشــاء خوارزميــة أفضل‪،‬‬ ‫فســيكون بمقــدور كل التطبيقــات‬ ‫ت‬ ‫الــى تعتمــد عــى عمليــة ‪FSM‬‬ ‫ي‬

‫تفكير عميق يبث الحياة‬ ‫في روبوت مائي‬ ‫تعاون دولي متعدد التخصصات يؤدي إلى تصميم أول أفاتار روبوتي مائي في العالم‬ ‫بــدأت الحكاية مع انزعــاج العا ِلــم البحــري ف ي� «جامعة‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة» (كاوســت)‪،‬‬ ‫ت‬ ‫فولســرا‪ ،‬بســبب معداتــه «الثقيلــة‬ ‫كريســتيان‬ ‫آ‬ ‫القديمــة»‪ .‬ف ي� الجانــب الخــر كان زميلــه المهنــدس‬ ‫ـا�‪ ،‬خالــد ســامة‪ ،‬يعــرف كيــف يصنع أ‬ ‫ئ‬ ‫الشــياء‪،‬‬ ‫الكهربـ ي‬ ‫ف‬ ‫وكان لــه بعــض الصالت ي� مختـ بـر الروبوتيــات بجامعة‬ ‫ســتانفورد ممــن يمكنهــم مــد يــد العــون؛ وكان هــؤالء‬ ‫أناســا ف ي� ش�كــة «ميــكا روبوتيكــس»‬ ‫بدورهــم يعرفــون ً‬ ‫ت‬ ‫الــى تصنــع أذر ًعــا روبوتيــة ومقرهــا ف ي� كاليفورنيــا‪.‬‬ ‫ي‬ ‫تحــدث العلمــاء بعضهــم مــع بعــض إىل‬ ‫وأدى ُّ‬ ‫ـاون دول خ ـاّق‪ ،‬أنتــج أول أفاتــار روبـ ت ئ‬ ‫ـا� ف ي�‬ ‫تعـ ُ‬ ‫ـو� مـ ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫العالــم يحمــل اســم «أوشــن َون» ‪.Ocean One‬‬ ‫ال يعــد الروبــوت «أوشــن َون» روبوتًــا تقليديًّــا بــأي‬ ‫حــال‪ ،‬بــل يعمــل بوصفــه امتــدا ًدا ُلمشــغِّ ل ش‬ ‫بــري‬ ‫ـ� يــرى مــا ي ـراه‬ ‫يســتخدم واجهــة لمســية برصيــة لـ ي‬ ‫الروبــوت ويشــعر بمــا يواجهــه‪.‬‬

‫يمتلــك «أوشــن َون» ‪-‬وهــو بحجــم غــواص بـ شـري‪-‬‬ ‫القــدرة الحركية والمهــارة الالزمتـ ي ن‬ ‫والمســاك‬ ‫ـ� للمناورة إ‬ ‫أ‬ ‫بالشــياء برفــق‪ .‬ونظريًّــا‪ ،‬يمكــن للروبــوت العمــل عــى‬ ‫غــر محــدودة؛ ألن ت‬ ‫إلك�ونياتــه الحساســة‬ ‫أعمــاق ي‬ ‫مغمــورة ف ي� الزيــت لحمايتهــا من ضغــط أعمــاق البحر‪.‬‬ ‫أيضــا شــبه مســتقل‪ ،‬أي أنــه يســتطيع‬ ‫الروبــوت ً‬ ‫المالحة والتحكــم ف� طفوه‪ .‬يقول فولسـ تـرا أ‬ ‫االلســتاذ‬‫ي‬ ‫المســاعد المشــارك لعلــوم البحــار ف ي� «مركــز بحــوث‬ ‫البحــر أ‬ ‫الحمــر» التابــع للجامعــة‪ :-‬إن كل الحــركات‬ ‫تقريبــا ف ي� معظــم الروبوتــات بم�مجــة‪ .‬ويضيــف‬ ‫ً‬ ‫ش‬ ‫ذك‪ .‬إنــه يعرف الســباحة‪،‬‬ ‫ـ�ء ي‬ ‫قائـ ًـا‪« :‬ولكــن هــذا الـ ي‬ ‫تخــره أيــن يســبح»‪ .‬وهــذا‬ ‫وليــس عليــك ســوى أن ب‬ ‫يتيــح لمشــغل الروبــوت تركـ ي ز‬ ‫ـ� اهتمامــه عــى المهــام‬ ‫ت‬ ‫ـى أُرســل الروبــوت لتنفيذهــا‪.‬‬ ‫المحــددة الـ ي‬ ‫ن‬ ‫أداتــ� تشــبهان عصــا‬ ‫وتتألــف الواجهــة مــن‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫اللعاب مــع أداة تحكُّم ف ي� المســك والضغــط‪ ،‬إضافة‬

‫ـا� أ‬ ‫ث‬ ‫البعــاد توفــر مدخــات مرئيــة‬ ‫إىل شاشــة عــرض ثـ ي‬ ‫الكامــرات المــزود بهــا الروبــوت‪ ،‬ومركــز‬ ‫واردة مــن‬ ‫ي‬ ‫قيــادة رســومي للمســتخدم يعــرض البيانــات الــواردة‬ ‫الم ِح َّســات العديــدة للروبــوت‪.‬‬ ‫مــن ُ‬ ‫ال يُعــد تصميــم روبــوت مـ ئ‬ ‫ـا� يســتطيع عمــل ث‬ ‫أك�‬ ‫ي‬ ‫ممــا يعملــه الغواصــون ش‬ ‫الب�يــون أو المركبــات ذات‬ ‫ـازا هي ًنــا بــأي حــال‪ .‬فقــد أراد‬ ‫التحكــم عــن بعــد إنجـ ً‬ ‫وماهرا‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫ذكي‬ ‫يكون‬ ‫أن‬ ‫ـوت‬ ‫ـ‬ ‫الروب‬ ‫فولسـ تـرا وســامة لهذا‬ ‫ًّ‬ ‫ً‬ ‫ـادرا عــى الغــوص عمي ًقــا تحــت ســطح البحــر مــع‬ ‫وقـ ً‬ ‫بقائــه عــى اتصــال مــع مشــغِّ له فــوق الســطح‪.‬‬ ‫الــدول متعــدد‬ ‫وقــد بــدأ هــذا الفريــق‬ ‫ي‬ ‫التخصصــات ف ي� صنــع الروبــوت بتكويــن بيئــة تفاعلية‬ ‫ت‬ ‫اف�اضيــة ‪-‬مشــابهة أللعــاب الكمبيوتــر‪ -‬يســتطيعون‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى أرادوا أن يؤديها‬ ‫فيهــا اختبار الوظائــف الساســية الـ ي‬ ‫عــ� القيــادة‪،‬‬ ‫المســتقبل‪ .‬وباســتخدام‬ ‫الروبــوت‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫تمكَّ نــوا مــن اختبــار مــا يحــدث عندمــا يُمســك‬ ‫اكتشافات كاوست ‪43 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫أفق جديد للبطاقات‬ ‫الرسومية يتجاوز األلعاب‬

‫صمم للعمل على المعالِ جات الرسومية‪،‬‬ ‫برنامج حسابي عالي الكفاءة ُم َّ‬ ‫يوفر للعلماء والمهندسين أداة فعالة جديدة لحل مسائل حوسبية شائعة‬

‫البطاقــات الرســومية (أو بطاقــات العــرض‬ ‫ـر� ) الموجــودة ف� حواســيب أ‬ ‫ئ‬ ‫اللعــاب القويــة‬ ‫المـ ي‬ ‫ي‬ ‫تســتطيع آ‬ ‫الن حــل مســائل حســابية شــائعة �ف‬ ‫ي‬ ‫تطبيقــات العلــوم والهندســة وتتطلــب حوســبة‬ ‫مكثفــة‪ ،‬وذلــك بفضــل برنامــج ريــا �ض ي جديــد‬ ‫طــو ره باحثــون ف ي� «مركــز بحــوث الحوســبة‬ ‫َّ‬ ‫الفائقــة» ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫والتقنيــة (كاوســت)‪.‬‬ ‫يقــول ديفيــد ي ز‬ ‫كيــ� ‪-‬أســتاذ علــوم الرياضيــات‬ ‫آ‬ ‫والحســاب التطبيقيــة وعلــوم الحاســب ال يل ‪،‬‬ ‫ـ� ‪« :-‬إحــدى أك ـرث‬ ‫أيضــا فريــق الباحثـ ي ن‬ ‫الــذي قــاد ً‬ ‫ف‬ ‫المســائل شــيو ًعا ي� الحوســبة العلميــة والهندســية‬ ‫هــي حــل أنســاق مــن معــادالت ت ز‬ ‫م�امنــة متعــددة‬ ‫ين‬ ‫المتغــرات‪.‬‬ ‫ماليــ�‬ ‫تشــتمل عــى ألــوف إىل‬ ‫ي‬ ‫‪ 42‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫ف‬ ‫الحصــاء‪،‬‬ ‫وهــذا النــوع مــن المســائل يظهــر ي� إ‬ ‫واســتخراج القيــم المثــى‪ ،‬واالســتاتيكا الكهربائيــة‪،‬‬ ‫والكيميــاء‪ ،‬وميكانيــكا أ‬ ‫الجســام الصلبــة عــى‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ال رض‪ ،‬وتفاعــات التجــاذب ي ن‬ ‫بــ� الجــرام‬ ‫الســماوية ف ي� الفضــاء»‪.‬‬ ‫ف‬ ‫غالبــا مــا يمثــل حــل‬ ‫ي� التطبيقــات القياســية‪ً ،‬‬ ‫هــذا النــوع مــن المســائل التكلفــة الحوســبية‬ ‫ال�نامــج ينطــوي عــى‬ ‫الرئيســية‪ .‬لــذا فــإن ترسيــع ب‬ ‫كبــر عــى ٍّكل مــن مــدة‬ ‫إمكانيــة‬ ‫التأثــر بشــكل ي‬ ‫ي‬ ‫التنفيــذ واســتهالك الطاقــة الالزمـ ي ن‬ ‫ـ� لحل المســألة‪.‬‬ ‫ز‬ ‫ـرا‪« :‬تتســم وحــدات المعالجــة‬ ‫يقــول كيـ يـ� مفـ ً‬ ‫ف‬ ‫الرســومية بكفاءتهــا العاليــة ي� اســتهالك الطاقــة‬ ‫مقارنــةً بالمعا لجــات القياســية عاليــة أ‬ ‫الداء‪،‬‬ ‫ِ‬ ‫كثــرا مــن المعــدات‬ ‫وذلــك أل نهــا تســتبعد‬ ‫ًي‬

‫‪Charara A., Ltaief H. & Keyes D.‬‬ ‫‪Redesigning triangular dense matrix‬‬ ‫‪computations on GPUs. European‬‬ ‫‪Conference on Parallel Processing.‬‬ ‫‪Springer International Publishing‬‬ ‫‪(2016).‬‬

‫‪RIGHT PAGE: OUSSAMA KHATIB, LEFT PAGE: 2017 K AUS T / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫يود علي شرارة استخدام البطاقات الرسومية الموجودة في أجهزة الكمبيوتر في معالجة مسائل رياضية معقدة‪.‬‬

‫لــ� تتمكــن المعالجــات القياســية مــن‬ ‫الالزمــة أ ي‬ ‫كــواد ذات أ‬ ‫الغــراض العامــة‪ .‬إال أن‬ ‫تنفيــذ ال‬ ‫وحــدات المعالجــة الرســومية جديــدة بمــا يكفــي‬ ‫غــر‬ ‫ال�مجيــات الداعمــة لهــا ال تــزال ي‬ ‫بحيــث إن ب‬ ‫عــ�‬ ‫متطــورة عــى نحــو كامــل‪ .‬وبفضــل ب‬ ‫خــرة ي‬ ‫ش�ارة ‪-‬طالــب الدكتــوراة بالمركــز‪ ،‬والــذي أمــىض‬ ‫عــدة شــهور بصفتــه متمرنًــا لــدى ش�كــة إنفيديــا‬ ‫بكاليفورنيــا‪ -‬اســتطعنا تحديــد كثــر مــن أ‬ ‫الشــياء‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫الــى يمكننــا ابتكارهــا أو تحســينها‪ ،‬ومنهــا إعــادة‬ ‫ي‬ ‫�ض‬ ‫تصميــم برنامــج ريــا ي شــائع»‪.‬‬ ‫إن أســاس ابتــكار برنامــج ريــا�ض ي أكــرث كفــاء ًة‬ ‫يكمــن ف� تعظيــم التبــادل ي ن‬ ‫بــ� عــدد المعا ِلجــات‬ ‫ي‬ ‫والذاكــرة المتاحــة لتخزيــن بيانــات الحوســبة‬ ‫غــر أن الذاكــرة ال تــزال باهظــة التكلفــة‪،‬‬ ‫مؤق ًتــا‪ .‬ي‬ ‫لــذا فــإن العثــور عــى طريقــة لتنفيــذ مزيــد مــن‬ ‫الحوســبة باســتخدام ذاكــرة أقــل يُ َعـ ُّـد أمـ ًـرا حاسـ ًـما‬ ‫لحــل مســألة تكلفــة الحوســبة‪.‬‬ ‫ـ�‬ ‫ف يقــول الدكتــور حاتــم لطيــف الباحــث الرئيـ ي‬ ‫ي� فريــق المـ شـروع‪« :-‬صمــم ش�ارة مخطــط برنامــج‬ ‫ف‬ ‫ش‬ ‫«� مكانهــا» دون تكويــن‬ ‫يعالــج البيانــات‬ ‫مبــا�ة ي‬ ‫ن‬ ‫نســخة إضافيــة منهــا‪ .‬ويعـ ي هــذا إمكانيــة تخزيــن‬ ‫بيانــات ذات حجــم مضاعــف عــى المســاحة‬ ‫نفســها مــن الذاكــرة»‪.‬‬ ‫عــادة مــا تُجــرى العمليــات عــى المعــادالت‬ ‫الم�امنــة ت‬ ‫تز‬ ‫الم�ابطــة عــن طريــق التقــدم‬ ‫المتتابــع عــى أعمــدة مصفوفــة قيــم مشــتقة‬ ‫مــن المعــادالت‪ .‬وقــد حــول ش�ارة أ‬ ‫العمــدة إىل‬ ‫َّ‬ ‫ت‬ ‫ـى تُجــرى عــى مجموعــات‬ ‫سلســلة مــن المهــام الـ ي‬ ‫صغـ يـرة مســتطيلة ومثلثــة تتســم بكفــاءة حوســبية‬ ‫تؤخــذ مــن المصفوفــة عــى نحـ ٍـو متكــرر‪ .‬ويحقــق‬ ‫تنفيــذ عمليــة ض�ب المصفوفــات المثلثــة المعــاد‬ ‫تصميمهــا تلــك رسعــةً تصــل إىل ثمانيــة أضعــاف‬ ‫حاليــا‪.‬‬ ‫رسعــات التنفيــذ الموجــودة ًّ‬ ‫كيــ�‪« :‬أصبــح آ‬ ‫يقــول ي ز‬ ‫الن ف ي� متنــاول يــد كل‬ ‫مســتخدم لوحــدة معالجــة رســومية مــن إنفيديــا‬ ‫برنامــج ريــا�ض ي رسيــع لمهــام شــائعة ف ي� الحوســبة‬ ‫العلميــة والهندســية»‪.‬‬ ‫ال�نامــج ف ي� مكتبــة‬ ‫ومــن المقــرر دمــج ب‬ ‫ال�مجيــات العلميــة التاليــة لوحــدات المعالجــة‬ ‫ب‬ ‫الرســومية شل�كــة إنفيديــا‪.‬‬

‫قسم الكمبيوتر والعلوم الكهربائية‪،‬‬ ‫الرياضية والهندسية‬

‫طريقة للمواءمة بين أزواج غرباء بهدف تحقيق استفادة أكبر من‬ ‫ً‬ ‫شمة‬ ‫طور باحثا «كاوست» ‪ ،‬ضحى حمزة وجيف َّ‬ ‫َّ‬ ‫عرض النطاق الترددي‪.‬‬

‫استخدام «نظرية‬

‫المواءمة» من أجل شبكات‬ ‫السلكية أكثر كفاءة‬

‫يمكن للمزاوجة المستقلة بين مستخدمي الشبكات أن تزيد من قدرات‬ ‫الجيل القادم من الشبكات الالسلكية‬

‫‪2017 KAUST / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫طورتــه جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫مخطــط َّ‬ ‫والتقنيــة (كاوســت) إلدارة الشــبكات‪ ،‬يتيح للمشـ تـر يك�ن‬ ‫ت‬ ‫ين‬ ‫معــا مــن‬ ‫مختلفــ�‬ ‫مــزودي خدمــة‬ ‫االقــران ً‬ ‫لــدى ِّ‬ ‫أجــل تحقيــق اســتفادة أفضــل مــن الطيــف الراديــوي‬ ‫الالســلك المتوفــر رغــم عــدم معرفــة كل اثنـ ي ن‬ ‫ـ� مــن‬ ‫ي‬ ‫ين‬ ‫بعضــا‪.‬‬ ‫المســتخدم� بعضهمــا ً‬ ‫ن‬ ‫تعــا� الشــبكات الالســلكية مــن ضغــط العــدد‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫تز‬ ‫الم�ايــد باســتمرار مــن الجهــزة المحمولــة‬ ‫والتطبيقــات النهمــة للبيانــات‪ ،‬مثــل بــث الفيديــو‬ ‫مهنــدس الشــبكات‬ ‫الحــي‪ .‬ويعــن ي هــذا أن عــى‬ ‫ي‬ ‫أن يبحثــوا عــن طــرق بديلــة لالســتفادة مــن عــرض‬ ‫ت‬ ‫ـلك المتــاح‪ .‬فعــى الرغم من‬ ‫النطــاق الــرددي الالسـ ي‬

‫أن تكنولوجيــا االتصــال الالسـ ف‬ ‫تحســن مســتمر‪،‬‬ ‫ـلك ي� ُّ‬ ‫ي‬ ‫ال يــزال مصــدر رئيــ� لعــدم الكفــاءة قائمــا �ف‬ ‫ً ي‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫تقســم بهــا ش�كات االتصــاالت الطيف‬ ‫ـى ِّ‬ ‫الطريقــة الـ ي‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ـلك‪ ،‬ونع ـ ي بذلــك نطــاق الــرددات الراديويــة‬ ‫الالسـ ي‬ ‫المتاحــة لالتصــاالت الالســلكية‪.‬‬ ‫وقــد طــورت الدكتــورة ضحــى حمــزة ‪-‬بالتعــاون‬ ‫مــع أســتاذ الهندســة الكهربائيــة جيــف شـ َّـمة‪ -‬طريقــةً‬ ‫للمزاوجــة بـ ي ن‬ ‫ـ� الغربــاء لتحقيــق اســتفادة أفضــل مــن‬ ‫ت‬ ‫عــرض النطــاق الــرددي المتــاح‪.‬‬ ‫وتقــول ضحــى حمــزة موضحــةً ‪« :‬تُعــد التكنولوجيا‬ ‫ت‬ ‫الــى نطلــق عليهــا اســم «تكنولوجيــا الراديــو‬ ‫ي‬ ‫نهجــا واعـ ًـدا لحــل مشــكلة نقــص الطيــف‬ ‫إ‬ ‫الدراكيــة» ً‬

‫ين‬ ‫للمســتخدم�‬ ‫الراديــوي‪ .‬وتتيــح هــذه التكنولوجيــا‬ ‫ين‬ ‫غــر المرخــص لهــم إمكانيــة الدخــول إىل‬ ‫الثانويــ� ي‬ ‫ت‬ ‫ـي�ن‬ ‫ن‬ ‫النطاقــات ال�ددية الخاصة بالمسـ‬ ‫ـتخدم� الرئيسـ ي‬ ‫ي‬ ‫المرخــص لهــم‪ .‬ومــن أجــل تحقيــق ذلــك‪ ،‬يجــب‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫والثانويــ� بقــوة‬ ‫ئيســي�‬ ‫المســتخدم� الر‬ ‫مزاوجــة‬ ‫وبطريقــة تضمــن االســتفادة المتبادلــة مــع الحفــاظ‬ ‫عــى ضوابــط جــودة الخدمــة»‪.‬‬ ‫وشــمة إىل حقــل فرعــي مــن نظريــة‬ ‫لجــأت حمــزة َّ‬ ‫أ‬ ‫اللعاب يســمى «نظريــة المواءمــة»؛ من أجــل التعامل‬ ‫مــع مشــكلة المزاوجــة الراديويــة إالدراكيــة‪ .‬ونظريــة‬ ‫ـا� لتكويــن أزواج مــن‬ ‫المواءمــة هــي إطــار عمــل حسـ ب ي‬ ‫مجموعتـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬وهــي تُســتخدم بالفعــل عىل نحــو متكرر‬ ‫أ‬ ‫ف ي� تطبيقــات عديــدة‪ ،‬مثــل برامــج تبــادل العضــاء‪،‬‬ ‫وااللتحــاق بالجامعــات‪ ،‬وشــبكات االتصــاالت‪.‬‬ ‫ين‬ ‫يقــول شـ َّـمة‪« :‬يجــب المواءمــة بـ ي ن‬ ‫ـتخدم�‬ ‫ـ� المسـ‬ ‫ـي� والثانويـ ي ن‬ ‫الرئيسـ ي ن‬ ‫ـ� بحيــث تكــون ش‬ ‫ال�اكــة مفيــدة‬ ‫ين‬ ‫للطرفــ�‪ .‬ويمكــن ش‬ ‫للــراكات المختلفــة أن‬ ‫وملزمــة‬ ‫ـي�ن‬ ‫ن‬ ‫توفر فوائــد مختلفة‪ ،‬ويمكن للمسـ‬ ‫ـتخدم� الرئيسـ ي‬ ‫ي‬ ‫والثانويـ ي ن‬ ‫ـ� أن تكــون لهــم تفضيــات معينة مــن أنواع‬ ‫ش‬ ‫الــراكات الممكنــة‪ .‬ولكــن عــى عكــس التطبيقــات‬ ‫التقليديــة لنظريــة المواءمــة‪ ،‬مــا مــن ســلطة مركزيــة‬ ‫هنــا لتنظيــم الســوق‪ ،‬وهــو مــا يعـن ي أن المعلومــات‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫والثانويــ� عــن‬ ‫ئيســي�‬ ‫للمســتخدم� الر‬ ‫المتاحــة‬ ‫تفضيــات ٍّكل منهــم معلومــات محــدودة»‪.‬‬ ‫ومــن أجــل معالجــة غيــاب المركزيــة‪ ،‬طــور‬ ‫الباحثــان خوارزميــة مواءمــة «عميــاء» تتضمــن عمليــة‬ ‫ش‬ ‫مبــا�ة‬ ‫نســبيا‪ .‬يلتقــي العميــان‬ ‫تعلُّــم بســيطة‬ ‫ً‬ ‫ويقدمــان عروضهمــا وف ًقــا لرغباتهمــا الراهنــة‪ .‬ومــن‬ ‫الممكــن قبــول العــروض أو رفضهــا‪ ،‬وبذلــك تتكــون‬ ‫ش‬ ‫الــراكات أو تنفــض‪ .‬وبالمثــل‪ ،‬يمكــن لتطلعــات‬ ‫ت‬ ‫العميــل بشــأن الفائــدة المحتملــة الم�تبــة عــى‬ ‫أيضــا‪.‬‬ ‫العثــور عــى ش�يــك أن ترتفــع أو تنخفــض ً‬ ‫كذلــك يمكــن تطبيــق الخوارزميــة عــى نطــاق‬ ‫واســع مــن حــاالت المواءمــة العامــة‪ ،‬ولكنهــا‬ ‫تكــون مفيــد ًة للغايــة عندمــا تطبــق ف ي� شــبكات‬ ‫الدراكيــة‪ .‬وقــد أوضــح شـ َّـمة أنــه «برغــم‬ ‫الراديــو إ‬ ‫المعمــاة والمعلومــات المحــدودة‪،‬‬ ‫المقابــات‬ ‫َّ‬ ‫فقــد َّبي َّنــا أن هــذا التفاعــل البســيط يلتقــي بحالــة‬ ‫مواءمــة مســتقرة ليــس فيهــا حافــز لــدى أي زوج‬ ‫مــن العمــاء لفســخ ت‬ ‫اق�انهمــا القائــم مــن أجــل‬ ‫ت‬ ‫اقــران آخــر»‪.‬‬ ‫‪Hamza, D. & Shamma, J. BLMA: A blind‬‬ ‫‪matching algorithm with application to‬‬ ‫‪cognitive radio networks. IEEE Journal on‬‬ ‫‪Selected Areas in Communications. 35,‬‬ ‫‪302-316 (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪45 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪B E S E‬‬

‫ت �ض‬ ‫ش‬ ‫بــ�ء‪ ،‬أو كيــف يمكنــه‬ ‫ي‬ ‫الروبــوت االفــرا ي‬ ‫تحريــك أ‬ ‫الشــياء مــن مــكان إىل مــكان‪.‬‬ ‫ش‬ ‫�ء‬ ‫يقــول ســامة‪« :‬لــم نكــن‬ ‫نريــد االنتهــاء إىل ي‬ ‫ف‬ ‫يعمــل ف ي� الميــاه العذبــة وال يعمــل ي� الميــاه المالحــة‪،‬‬ ‫لــذا كنــا بحاجــة إىل محــاكاة كل تفصيلــة»‪.‬‬ ‫ً‬ ‫قائــا‪« :‬لقــد أعطتنــا البيئــة‬ ‫ويضيــف ســامة‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫جــدا‪،‬‬ ‫ة‬ ‫كثــر‬ ‫معلومــات‬ ‫صنعناهــا‬ ‫الــى‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫االف�اضيــة ي‬ ‫ســاعدتنا عــى التصميــم‪ .‬إننــا لــم نكــن نصنــع أج ـزاء‬ ‫ت‬ ‫ـى ســيعمل‬ ‫الروبــوت فحســب‪ ،‬بــل كنــا نصنــع البيئــة الـ ي‬ ‫فيهــا بكاملهــا»‪.‬‬ ‫لــ� يعــرف كل فريــق‬ ‫ا‬ ‫أساســي‬ ‫التعــاون‬ ‫وقــد كان‬ ‫ًّ ي‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫احتياجــات الفريــق الخــر‪ .‬فســامة يعــرف بأنــه لــم‬ ‫تقريبــا عــن العلــوم البحريــة‪ .‬ويقول‬ ‫يكــن يعــرف شــي ًئا ً‬ ‫عــن ذلــك‪« :‬أســتطيع تصميــم ش‬ ‫�ء يتحــرك‪ ،‬لكــن لــم‬ ‫ي‬ ‫تكــن لــدي ن‬ ‫أد� فكــرة عمــا هــو ض�وري ف ي� البحــر»‪.‬‬ ‫َّ‬ ‫أما فولسـ تـرا فيقــر بأنه كان يهــاب خـ بـراء الروبوتيات‪،‬‬ ‫وعــن ذلــك يقــول ضاحـكًا‪« :‬تدخــل المختـ بـر مــع أنــاس‬ ‫كانــوا يصنعــون الروبوتــات منــذ أن كانــوا ف ي� ســن‬ ‫عــرة‪ ،‬ثــم ش‬ ‫الخامســة ش‬ ‫تــرح لهــم خــواص المــاء‬ ‫وتكتشــف أنــه ليســت لديهــم أي فكــرة عنهــا‪ ،‬وحينهــا‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫�ء رائع»‪.‬‬ ‫تــدرك أن الكفتـ يـ� متعادلتــان‪ .‬إن التعــاون ي‬

‫الدول‬ ‫التعاون‬ ‫ي‬

‫الم ِح َّســات مــن‬ ‫لقــد عــرف فريــق ســامة الكثـ يـر عــن ُ‬ ‫خالل زيــارة مختـ بـر الروبوتيــة بجامعة ســتانفورد‪ ،‬الذي‬ ‫يديــره عالــم الحاســوب أســامة الخطيــب‪ .‬ومــن ناحيــة‬ ‫أخــرى‪ ،‬دعــا فولسـ تـرا بعــض طــاب ســتانفورد للغوص‬ ‫ف� البحــر أ‬ ‫موضحــا‪« :‬أحيانًــا تحتــاج ح ًّقــا‬ ‫الحمــر‪ .‬يقــول‬ ‫ً‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫الحســاس بمــا تعمــل‬ ‫إىل الســباحة ي� البحــر مــن أجــل إ‬ ‫بــه»‪ .‬رأى الطــاب بعض مرجــان البحــر أ‬ ‫الحمــر الرائع‪،‬‬ ‫‪ 44‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫«ليس إلمكانيات‬

‫التطبيقات حدود‪...‬‬ ‫ً‬ ‫أسطول من‬ ‫تخيل‬ ‫َّ‬

‫األفاتارات الروبوتية‬ ‫يعمل في منشأة‬

‫نفطية ليس من‬

‫المحبذ إرسال البشر‬ ‫للعمل فيها»‪.‬‬

‫‪Khatib, O., Yeh, X., Brantner, G., ...‬‬ ‫‪Voolstra, C., Salama, K. et al. Ocean One:‬‬ ‫‪A robotic avatar for oceanic discovery.‬‬ ‫‪IEEE Robotics & Automation Magazine 23,‬‬ ‫‪20-29 (2016).‬‬

‫‪OUSSAMA KHATIB‬‬

‫يعمل “أوشن َون”‪،‬‬ ‫المشابه في حجمه‬ ‫لغواص بشري‪ ،‬كامتداد‬ ‫للمشغل البشري‪.‬‬ ‫ِّ‬

‫ت‬ ‫ين‬ ‫فولســرا إنــك ال‬ ‫الدالفــ�‪ .‬ويقــول‬ ‫ومجموعــةً مــن‬ ‫تعمــل عــى حــل مســألة بحثيــة عندمــا تفعــل ذلــك‬ ‫ف ي� الواقــع‪ ،‬إال أنــه أمــر مفيــد فعـ ًـا ف ي� ضمــان اندمــاج‬ ‫هذيــن العالمـ ي ن‬ ‫أيضــا‬ ‫ـ�‪ .‬ويُــردف قائـ ًـا‪« :‬كان الطــاب ً‬ ‫أكـرث‬ ‫ش‬ ‫حماســا بعــرة أضعــاف بعــد الزيــارة»‪.‬‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫ـر «أوشــن َون» ي� البدايــة لــدى «مركــز أفـ يـري‬ ‫اخ ُتـ ب َ‬ ‫أكواتيــك» ف ي� ســتانفورد‪ ،‬ثــم أُخذ إىل فرنســا حيث أدى‬ ‫مهمــة ناجحة كانــت ن ز‬ ‫بم�لــة برهان عــى المبــدأ‪ ،‬وذلك‬ ‫باســتعادته قطعــةً أثريــة مــن الســفينة البحريــة «ال‬ ‫ُلـ ْ ت‬ ‫ـى تعــود إىل القــرن الســابع عـ شـر‪.‬‬ ‫ـون» الـ ي‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ويأمــل فولســرا ي� اســتخدام روبــوت مشــابه‬ ‫للروبــوت «أوشــن َون» ف ي� دراســة الشــعب المرجانيــة‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫بالبحــر الحمــر عــى أعمــاق تفــوق تلــك ي‬ ‫يســتطيع الغواصــون ش‬ ‫الب�يــون الوصــول إليهــا؛‬ ‫حيــث يوجــد نحــو ‪ %75‬مــن الكتلــة الحيويــة‬ ‫ت‬ ‫فولســرا‪« :‬تحــدث غالبيــة‬ ‫للمرجــان‪ .‬ويقــول‬ ‫ـادرا‬ ‫فعليــا عنــد أعمــاق نـ ً‬ ‫العمليــات البيئيــة الحيويــة ًّ‬ ‫مــا نُجــري بحوثًــا فيهــا‪ .‬إضافــة إىل ذلــك‪ ،‬فــإن تلــك‬ ‫الشــعاب الحمـراء يمكــن أن تعمــل كمــاذات مهمــة؛‬ ‫ألن مرجــان الميــاه الضحلــة يتعــرض لضغــط شــديد‬ ‫مــن َجــراء ت‬ ‫والتغــر المناخــي»‪.‬‬ ‫احــرار البحــار‬ ‫ي ُّ‬ ‫َّ‬ ‫ويقــول ســامة‪« :‬ليــس إلمكانيــات التطبيقــات‬ ‫حــدود»‪ .‬إذ يمكــن اســتخدام أفاتــارات روبوتيــة أخرى‬ ‫ف ي� البحــث عــن مــواد خطــرة واســتعادتها مــن بيئــات‬ ‫ف‬ ‫النقاذ‪.‬‬ ‫قاســية‪ ،‬أو ي� منع الكــوارث والقيام بعمليــات إ‬ ‫أ‬ ‫«تخيــل أسـ ً‬ ‫ـطول مــن الفاتــارات‬ ‫ويتابــع ســامة قائـ ًـا‪َّ :‬‬ ‫المحبــذ‬ ‫ـن‬ ‫ـ‬ ‫م‬ ‫ـس‬ ‫ـ‬ ‫لي‬ ‫ـة‬ ‫ـ‬ ‫نفطي‬ ‫ـأة‬ ‫الروبوتيــة يعمــل ف ي� منشـ‬ ‫َّ‬ ‫إرســال البـ شـر للعمــل فيهــا»‪.‬‬ ‫ت‬ ‫موضحــا‪« :‬باســتخدام الروبــوت‬ ‫فولســرا‬ ‫يقــول‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫ش‬ ‫كوســيط‪ ،‬يمكن وضع جســم ب�ي ي� بيئة ال يســتطيع‬ ‫التفك� ف ي�‬ ‫الذهــاب إليها بذاتــه‪ ،‬وبذلك ال يكــون عليــه‬ ‫ي‬ ‫كل خطــوة تفصيليــة يقــوم بها الروبــوت‪ ،‬وإنمــا يكون‬ ‫عليــه فقــط ت‬ ‫ال�كـ ي ز‬ ‫ـ� عــى المهمــة المطلــوب إنجازهــا‪.‬‬ ‫بم�لــة ثــورة»‪ .‬ويُــر فولســرات‬ ‫وأعتقــد ح ًّقــا أن ذلــك ن ز‬ ‫وســامة عــى أن هــذه الثــورة مــا كانــت لتتحقــق مــن‬ ‫دون دعــم «كاوســت» ‪.‬‬ ‫ويتذكــر ســامة دعــم الجامعــة للمـ شـروع قائـ ًـا‪:‬‬ ‫«نحــن نؤمــن بهــذا النــوع مــن التكنولوجيــا‪ ،‬ونحــن‬ ‫مســتعدون لتجميــع الفريــق‪ ،‬إذا كنتــم أيهــا الشــباب‬ ‫للتفكــر ف ي� أعمــال عظيمــة»‪.‬‬ ‫مســتعدين‬ ‫ي‬

‫قسم الكمبيوتر والعلوم الكهربائية‪،‬‬ ‫الرياضية والهندسية‬

‫‪©2017 IEEE. REPRODUCED WITH PERMISSION FROM REF 1.‬‬

‫مولــدات كهروحراريــة مرنــة بطــاء‬ ‫الب�مــوت أو تلوريــد أ‬ ‫تلوريــد ي ز‬ ‫النتيمون‬ ‫عــى طبقــة مرنــة لولبيــة الشــكل مــن‬ ‫ين‬ ‫حســ�‬ ‫الــورق أو البوليمــر‪ .‬وأوضــح‬ ‫أن هــذا التصميــم‬ ‫اللولــى هــو مــا‬ ‫بي‬ ‫مكَّــن المولِّــد الكهروحــراري مــن‬ ‫االنثنــاء والتمــدد ف ي� أي اتجــاه مــع‬ ‫الحفــاظ عــى ســامته الميكانيكيــة‪.‬‬ ‫ن‬ ‫الحلــزو� البســيط‪،‬‬ ‫كان الشــكل‬ ‫ي‬ ‫المصنــوع مــن طبقــة مــن الــورق‬ ‫(وهــو ذو توصيــل حــراري أقــل‬ ‫مــن توصيــل البوليمــر) هــو أفضــل‬ ‫تصميــم ممكــن؛ إذ ولَّــد أكــرث مــن‬ ‫ِضعــف الطاقــة عنــد مطِّــه مقارنــة‬ ‫بمــا ولَّــده عنــد وضعــه منبســطًا‪.‬‬ ‫ين‬ ‫حســ� كذلــك ف ي� بضعــة‬ ‫يفكــر‬ ‫تطبيقــا ت مبد ئيــة لمولد ا تــه‬ ‫الكهروحراريــة المرنــة‪ .‬ويقــول‪“ :‬يمكــن‬ ‫أن تكــون مفيــدة جــد ا أ‬ ‫لــ�دوات‬ ‫ًّ‬ ‫الصغــرة القابلــة لالرتــداء‪ .‬ويُعــد‬ ‫ي‬ ‫توليــد الطاقــة الكهروحراريــة مــن‬ ‫الســفن والســيارات مجـ ً‬ ‫ـال آخــر نعمــل‬ ‫عــى دراســته؛ فأســطحها العلويــة‬ ‫دائمــا مــا تكــون معرضــةً للشــمس‬ ‫ً‬ ‫دائمــا مــا تكــون‬ ‫وأســطحها الســفلية ً‬ ‫ف ي� المــاء أو ف ي� الظــل”‪.‬‬ ‫ويضيــف قائـ ًـا‪“ :‬يمكــن اســتخدام‬ ‫المولــدات الكهروحراريــة المرنــة ف ي�‬ ‫أي تطبيــق توجــد فيــه طاقــة مهــدرة‬ ‫يمكــن إعــادة تجميعهــا‪ .‬فمــن أجــل‬ ‫ين‬ ‫تحســ� إنتــاج الطاقــة مــن مولــد‬ ‫التفكــر عــاد ًة مــا‬ ‫كهروحــراري‪ ،‬كان‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫ـب فقــط عــى تحسـ يـ� الخــواص‬ ‫ينصـ ُّ‬ ‫الكهروحراريــة للمــواد الكهروحراريــة‬ ‫المختلفــة‪ ،‬لكننــا َّبي َّنــا بوضــوح‬ ‫أن تصميــم المولِّــد عــى القــدر‬ ‫نفســه مــن أ‬ ‫ين‬ ‫لتحســ� إنتــاج‬ ‫الهميــة‬ ‫الطاقــة‪ ،‬بغــض النظــر عــن المــادة‬ ‫الكهروحراريــة المســتخدمة”‪.‬‬ ‫‪Rojas, J. P., Singh, D.,‬‬ ‫‪Conchouso, D., Arevalo, A.,‬‬

‫قمم األشكال‬ ‫الموجيــة للجيل‬ ‫القادم من‬ ‫الرادارات‬ ‫طريقــة جديــدة رخيصــة وعمليــة لصنــع‬ ‫َّ‬ ‫المولــدة بمنظومــات‬ ‫شــكل الموجــات‬ ‫الــرادار متعــددة الهوائيــات‪.‬‬

‫بـ ي َّ ن‬ ‫ـ� الباحثــون ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫ين‬ ‫تحســ� عمليــة‬ ‫والتقنيــة (كاوســت) أنــه يمكــن‬ ‫كبــر باســتخدام‬ ‫حــد ي‬ ‫تحديــد الهــدف ومــداه إىل ٍّ‬ ‫المدخــات ومتعــددة‬ ‫منظومــات رادار متعــددة‬ ‫َ‬ ‫المخرجــات (ميمــو ‪ ،)MIMO‬عــن طريــق تعديــل‬ ‫َ‬ ‫التفاعــل ي ن‬ ‫بــ� عــدة إشــارات راداريــة مســتقلة‬ ‫آنيــا‪.‬‬ ‫مرســلة ًّ‬ ‫َ‬ ‫ســتعمل الــرادار بكثافــة ف ي� المالحــة الجويــة‬ ‫يُ‬ ‫َ‬ ‫المدنيــة والعســكرية لتحديــد ومراقبــة حــركات‬ ‫الطائــرات‪ ،‬ورصــد مخاطــر الطقــس المحتملــة‪،‬‬ ‫أساســيا ف ي� منظومــات‬ ‫مكونًــا‬ ‫إضافــةً إىل كونــه ِّ‬ ‫ًّ‬ ‫الطــران والرصــد الجــوي‪.‬‬ ‫التحكُّــم ف ي� رحــات‬ ‫ي‬ ‫ويعمــل ال ـرادار عــن طريــق إرســال إشــارة راديويــة‬ ‫ئ‬ ‫ئ‬ ‫ـوا� اســتقبال بح ًثــا‬ ‫ـوا� إرســال‪ ،‬ومراقبــة هـ ي‬ ‫مــن هـ ي‬ ‫نحــو‬ ‫عــن أي انعكاســات يجــري اكتشــافها‪ ،‬عــى ٍ‬ ‫مماثـ ٍـل لتســليط بقعــة ضــوء ف ي� الظلمــة بغيــة رؤيــة‬ ‫مــا قــد يكــون موجــو ًدا‪ .‬وتتســم منظومــات ال ـرادار‬ ‫ف‬ ‫و� ظــل المعالجــة‬ ‫اليــوم بالتعقيــد الشــديد‪ ،‬ي‬ ‫المتطــورة للإشــارات‪ ،‬أصبــح مــن الممكــن ي ز‬ ‫تميــ�‬ ‫أ‬ ‫جــدا‪.‬‬ ‫الجســام المختلفــة عــى مســافات بعيــدة ًّ‬ ‫ش‬ ‫المدخــات ومتعــدد‬ ‫يبــر الــرادار متعــدد‬ ‫َ‬

‫مثال على تشكيل نمط األشعة باستخدام‬ ‫المخطط الحسابي لتشكيل الموجات بواسطة‬ ‫رادار «ميمو» الذي جرى تطويره في «كاوست»‪.‬‬

‫المخرجــات (ميمــو) بــأداء أفضــل عــن طريــق‬ ‫َ‬ ‫كونهــا أك ـرث قــدر ًة عــى صنــع شــكل موجــة الخــرج‬ ‫تكيفــي تل�كـ ي ز‬ ‫المرســلة ف ي�‬ ‫ـ� طاقــة إ‬ ‫عــى نحــو ُّ‬ ‫الشــارة َ‬ ‫اتجــاه محــدد‪ ،‬وعــن طريــق إرســال أنــواع متعــددة‬ ‫الشــارات المعدلــة بحيــث تتوافــق عــى نحـ ٍـو‬ ‫مــن إ‬ ‫أفضــل مــع طيــف واســع مــن أ‬ ‫الهــداف‪.‬‬ ‫ـ� وطالــب‬ ‫يقــول طــه بوشوشــة ‪-‬الباحــث الرئيـ ي‬ ‫الدراســات العليــا‪“ :-‬يســتخدم الــرادار “ميمــو”‬ ‫هوائيــات إرســال واســتقبال عديــدة ف ي� الوقــت‬ ‫مرســلة‬ ‫ذاتــه‪ ،‬ويمكــن للمســتخدم أن يختــار إشــار ًة َ‬ ‫ئ‬ ‫هــوا� ‪ .‬وقــد اقتــر عملنــا عــى‬ ‫مختلفــة لــكل‬ ‫ي‬ ‫الرســال؛ إذ طورنــا طريقــةً بســيطة لصنــع‬ ‫جانــب إ‬ ‫الشــارة‬ ‫المرســلة مــن أجــل توجيــه إ‬ ‫شــكل الموجــات َ‬ ‫إىل منطقــة معينــة ف ي� الفضــاء”‪.‬‬ ‫لقــد كانــت هنــاك أبحــاث مكثفــة ف ي� مجــال‬ ‫منظومــات رادار ميمــو‪ ،‬لكــن كان ثمــة حجــر عــرث ة‬ ‫تمثــل ف� التعقيــد الحســا� لتصميــم أ‬ ‫الشــكال‬ ‫بي‬ ‫َ َّ ي‬ ‫أ‬ ‫الموجيــة الفرديــة مــن أجــل تشــكيل “نمــط الشــعة”‬ ‫المركبــة المرغــوب فيــه بعــد أن تكــون أشــكال‬ ‫الموجــات قــد تفاعلــت ف ي� الفضــاء‪ .‬وتحــت شإ�اف‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫والســتاذ المشــارك‬ ‫الســتاذ محمــد ســليم العوي ـ ي‬ ‫طــارق النفــوري‪ ،‬ركــز بوشوشــة عــى إيجــاد طــرق‬ ‫لتبســيط تلــك الحســابات وترسيعهــا‪.‬‬ ‫يقــول بوشوشــة‪“ :‬لقــد اســتفدنا مــن إطــار عمــل‬ ‫ثنــا� أ‬ ‫ئ‬ ‫�ض‬ ‫البعــاد”‬ ‫ريــا ي يســمى “تحويــل فورييــه ي‬ ‫بالضافــة إىل خوارزميــات رسيعــة ذات كفــاءة مــن‬ ‫إ‬ ‫أجــل توليــد متغـ يـرات “تحويــل فورييــه”‪ .‬إن توليــد‬ ‫ـ� ‪ ،‬ويعطــي‬ ‫شــكل الموجــات بطريقتنــا رخيــص وعمـ‬ ‫تركــ� الشــارة يالمرســلة �ف‬ ‫ف‬ ‫مرونــةً وحريــةً تامــةً ي� ي ز إ‬ ‫َ‬ ‫ي‬ ‫منطقــة معينــة مــن الفضــاء”‪.‬‬ ‫الحســا� بالفعــل لــدى‬ ‫ــجل المخطــط‬ ‫وقــد ُس ِّ‬ ‫يب‬ ‫ت‬ ‫االخــراع والعالمــات التجاريــة‬ ‫مكتــب بــراءات‬ ‫أ‬ ‫فتحــا ف ي� تكنولوجيا الـرادار “ميمو”‪.‬‬ ‫ـ� بوصفــه ً‬ ‫المريـ ي‬ ‫ويقــول بوشوشــة ‪-‬الــذي يــدرس لنيــل درجــة‬ ‫يز‬ ‫ديفــ� ‪:-‬‬ ‫حاليــا ف ي� جامعــة كاليفورنيــا‬ ‫الدكتــوراة ًّ‬ ‫ش‬ ‫المــروع كطالــب‬ ‫“كان وجــودي ضمــن هــذا‬ ‫ماجســت� تجربــة رائعــة‪ .‬كانــت بيئــة البحــث‬ ‫ي‬ ‫فــ� مله ي ن‬ ‫م� ي ن‬ ‫اســتثنائية بوجــود ش‬ ‫مــ� وزمــاء‬ ‫ِ‬ ‫ن‬ ‫ســاعدو� عــى التطــور”‪.‬‬ ‫ي‬ ‫‪Bouchoucha, T., Ahmed, S., Al-Naffouri,‬‬ ‫‪T., & Alouini, M.-S. DFT-based closed-‬‬

‫‪Foulds, I. G. & Hussain, M. M.‬‬

‫‪form covariance matrix and direct‬‬

‫‪Stretchable helical architecture‬‬

‫‪waveforms design for MIMO radar to‬‬

‫‪inorganic-organic hetero‬‬

‫‪achieve desired beampatterns. IEEE‬‬

‫‪thermoelectric generator. Nano‬‬

‫‪Transactions on Signal Processing 65,‬‬

‫‪Energy 30, 691–699 (2016).‬‬

‫‪2104–2113 (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪47 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪C E M S E‬‬

‫ديفيندرا سينج (جهة اليسار) ومحمد حسين يعمالن على تطوير المواد الكهروحرارية المرنة‪.‬‬

‫المرونة تزيد كفاءة‬ ‫إنتاج الطاقة‬ ‫المواد الكهروحرارية المرنة تُ ضيف حيلة جديدة إلى تصميم أجهزة تخزين الطاقة‬

‫‪ 46‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪2017 K AUST / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫يمكــن إلضافــة خاصيــة المرونــة‬ ‫إىل الخــواص المدهشــة للمــواد‬ ‫الكهروحراريــة أن تســاعدنا عــى حفــظ‬ ‫مزيــد مــن الطاقــة‪.‬‬ ‫ت‬ ‫الــى تســتهلكها‬ ‫ي‬ ‫كثــر أمــن الطاقــة ي‬ ‫أغلــب الجهــزة ‪-‬بدايــة مــن ش�ائــح‬ ‫أجهــزة الكمبيوتــر المحمولــة وأنابيــب‬ ‫ـول إىل آ‬ ‫عــوادم الســيارات ووصـ ً‬ ‫الالت‬ ‫هــدر ف ي� صــورة حــرارة‪.‬‬ ‫الصناعيــة‪ -‬يُ َ‬ ‫ويمكــن للمــواد الكهروحراريــة المرنــة‬

‫أن تجمــع تلــك الحــرارة وتعيــد‬ ‫تحويلهــا مــر ًة أخــرى إىل كهربــاء‬ ‫مفيــدة يمكــن أ‬ ‫للجهــزة اســتخدامها‬ ‫ئ‬ ‫ـا� إىل أقــى‬ ‫لتعظيــم الناتــج الكهربـ ي‬ ‫حــد ممكــن‪.‬‬ ‫ويعتمــد الســلوك المفيــد للمــواد‬ ‫الكهروحراريــة ‪-‬مثــل تلوريــد ي ز‬ ‫الب�مــوت‬ ‫وتلوريــد أ‬ ‫النتيمــون‪ -‬عــى حقيقــة أنهــا‬ ‫تلقائيــا عندمــا‬ ‫كهربائيــا‬ ‫جهــدا‬ ‫تولِّــد‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫ًّ‬ ‫يكــون أحــد جانبيهــا ســاخنا آ‬ ‫والخــر‬ ‫ً‬

‫التــدرج الحــراري‬ ‫بــار ًدا‪ .‬وكلمــا كان‬ ‫ُّ‬ ‫أكــر‪.‬‬ ‫أكــر‪ ،‬كانــت الطاقــة المتولــدة ب‬ ‫ب‬ ‫ت‬ ‫دائمــا مــا‬ ‫هــذا‪،‬‬ ‫يومنــا‬ ‫حــى‬ ‫ولكــن‬ ‫ً‬ ‫كانــت المولــدات الكهروحراريــة‬ ‫تُصنــع مــن كتــل صلبــة مــن المــواد‬ ‫الكهروحراريــة‪.‬‬ ‫ين‬ ‫حســ� ‪-‬أســتاذ‬ ‫يقــول محمــد‬ ‫الهندســة الكهربائيــة المســاعد‬ ‫المشــارك ف ي� جامعــة الملــك عبــد هللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬والــذي‬

‫قــاد البحــث‪“ :-‬تصورنــا أن المولــدات‬ ‫الكهروحراريــة المرنــة ســتعطي المزيد‬ ‫مــن الطاقــة المنتجــة‪ ،‬ألنهــا تســتطيع‬ ‫أن تحافــظ بســهولة عــى مســافة أكـ بـر‬ ‫ـ� الطرفـ ي ن‬ ‫بـ ي ن‬ ‫ـ� الســاخن والبــارد”‪ .‬كمــا‬ ‫يمكــن شــد النهايــة البــاردة للمولــد‬ ‫الكهروحــراري المــرن إلبعــاده أكــرث‬ ‫عــن مصــدر الح ـرارة‪ ،‬وهــو مــا يزيــد‬ ‫التــدرج الحــراري إىل الحــد أ‬ ‫القــى‪.‬‬ ‫ين‬ ‫حســ� بصنــع‬ ‫وقــد قــام فريــق‬

‫ﻣﻌﺘﻤﺪا ﻋﻠﻰ أﻃﺮوﺣﺘﻲ ﻟﻨﻴﻞ درﺟﺔ‬ ‫ﺗﺠﺎرﻳﺎ‬ ‫ﻋﻤﻼ‬ ‫ً‬ ‫"ﻟﻢ أﺗﺨﻴﻞ َﻗ ﱡﻂ أن أﺑﺪأ‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫اﻟﺪﻛﺘﻮراة‪ .‬ﻓﻘﺪ أﺛﺎر إﺗﻤﺎم دراﺳﺘﻲ ﻟﻨﻴﻞ درﺟﺘﻲ اﻟﻤﺎﺟﺴﺘﻴﺮ واﻟﺪﻛﺘﻮراة ﻓﻲ‬ ‫ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ(‪ ،‬ﺷﻐﻔﻲ ﻛﻤﺒﺘﻜﺮ‪ ،‬وﻋﺰز‬ ‫اﻟﺘﺰاﻣﻲ ﺑﺈﻳﺠﺎد ﻓﺮص واﻗﻌﻴﺔ ﻹﺣﺪاث ﺗﺄﺛﻴﺮ"‪.‬‬ ‫ﻳﻘﻮم اﻟﻤﺆﺳﺴﺎن اﻟﻤﺸﺎرﻛﺎن‬ ‫إدوارد ﻛﺎﻧﻴﺒﺎ‪ ،‬وأﺣﻤﺪ دﺣﻮة‪،‬‬ ‫ﺑﺘﺜﺒﻴﺖ ﻧﻈﺎم اﻟﺮﺻﺪ "ﺳﺪﻳﻢ"‬

‫أﺣﻤﺪ دﺣﻮة‬

‫اﻟﻤﺆﺳﺲ اﻟﻤﺸﺎرك ﻟﻠﺸﺮﻛﺔ اﻟﻨﺎﺷﺌﺔ "ﺳﺪﻳﻢ"‬ ‫ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‬ ‫)ﻛﺎوﺳﺖ(‪ ،‬واﻟﺘﻲ ﺣﺼﻠﺖ ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺮﻛﺰ اﻟﺜﺎﻟﺚ‬ ‫ﻋﺸﺮ ﻓﻲ ﻗﺎﺋﻤﺔ ﻓﻮرﺑﺲ اﻟﺸﺮق اﻷوﺳﻂ‬ ‫ﻷﻓﻀﻞ ‪ 50‬ﺷﺮﻛﺔ ﻧﺎﺷﺌﺔ واﻋﺪة ﻓﻲ ﻋﺎم ‪.2016‬‬

‫اﻛﺘﺸﻒ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل إﺟﺮاءات ﺗﺄﺳﻴﺲ‬ ‫اﻟﺸﺮﻛﺎت اﻟﻨﺎﺷﺌﺔ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ‬ ‫ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪INNOVATION.KAUST.EDU.SA‬‬

‫أﺣﻤﺪ ﻫﻮ أﺣﺪ أﻋﻀﺎء اﻟﻔﺮﻳﻖ اﻟﻤﺆﺳﺲ ﻟﻤﺸﺮوع‬ ‫"ﺳﺪﻳﻢ"‪ ،‬وﻫﻲ ﺷﺒﻜﺔ اﺳﺘﺸﻌﺎر ﻻﺳﻠﻜﻴﺔ‪ ،‬ﺗﻌﺪ أول‬ ‫ﻧﻈﺎم ﻓﻲ اﻟﻌﺎﻟﻢ ﻣﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻰ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﺸﻤﺴﻴﺔ‪ ،‬ﻳﻌﻤﻞ‬ ‫ﻋﻠﻰ اﻟﺮﺻﺪ اﻵﻧﻲ ﻟﻠﻔﻴﻀﺎﻧﺎت وﺣﺮﻛﺔ اﻟﻤﺮور ﻓﻲ اﻟﻤﺪن‪.‬‬ ‫ﻃﻼﺑﺎ‪،‬‬ ‫وﻗﺪ أﺳﺲ أﻋﻀﺎء اﻟﻔﺮﻳﻖ اﻟﺸﺮﻛﺔ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻛﺎﻧﻮا‬ ‫ً‬ ‫ﺑﻤﺴﺎﻋﺪة ﻣﻦ ﺑﺮاﻣﺞ دﻋﻢ اﻟﺸﺮﻛﺎت اﻟﻨﺎﺷﺌﺔ ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ‬ ‫رواد‬ ‫اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‪ .‬واﻵن ﺑﻮﺻﻔﻬﻢ‬ ‫َ‬ ‫أﻋﻤﺎل‪ ،‬أﺻﺒﺢ ﻣﻘﺮﻫﻢ داﺧﻞ ﻣﺪﻳﻨﺔ اﻷﺑﺤﺎث واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻓﻲ‬ ‫ﻛﺎوﺳﺖ‪ ،‬ﺣﻴﺚ ﻳﻮاﺻﻠﻮن ﺗﺤﺴﻴﻦ ﺗﻘﻨﻴﺎت اﻟﻤﺪن اﻟﺬﻛﻴﺔ‬ ‫ﺟﺰﺋﻴﺎ ﻣﻦ ﺧﻼل اﻟﺪﻋﻢ‪،‬‬ ‫اﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﻬﻢ ‪،‬وﺗﻄﻮﻳﺮ ﺷﺮﻛﺘﻬﻢ‬ ‫ًّ‬ ‫واﻟﺘﻮﺟﻴﻪ‪ ،‬واﻟﺸﺒﻜﺎت اﻟﻌﺎﻟﻤﻴﺔ ﻟﺠﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ‬ ‫ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‪.‬‬

‫طورت إيمان بوديليوا بالتعاون مع روبرت هوهندورف أداةً يمكن أن تساعد في تحديد السبب الجيني‬ ‫لبعض األمراض «الغامضة»‪.‬‬

‫تطوير خوارزمية تعمل على‬ ‫تشخيص األلغاز الطبية‬

‫أداة جديدة تستخدم البيانات الجينية والطبية لمعرفة‬ ‫السبب الرئيسي لألمراض الغامضة‬

‫‪ 48‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫«يمكن للخوارزمية‬ ‫أن تساعد المرضى‬ ‫المصابين بعلل غامضة‬ ‫على معرفة األسباب‬ ‫الجينية ألمراضهم غير‬ ‫المشخَّ صة»‬ ‫يقــول روبــرت هوهنــدورف أ‬ ‫الســتاذ المســاعد الــذي‬‫قــاد البحــث الــذي أجرتــه طالبــة الدكتــوراة إيمــان‬

‫‪Boudellioua, I., Mahamad Razali, R.B.,‬‬ ‫& ‪Kulmanov, M., Hashish, Y., Bajic, V.B., ...‬‬ ‫‪Hoehndorf, R. Semantic prioritization of‬‬ ‫‪novel causative genomic variants. PLoS‬‬ ‫)‪Computational Biology 13, e1005500 (2017‬‬

‫‪2017 K AUS T / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫طورهــا علمــاء جامعــة الملــك عبــد‬ ‫يمكــن لخوارزميــة َّ‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت) أن تســاعد المــر�ض‬ ‫المصابــ� بعلــل غامضــة عــى معرفــة أ‬ ‫ين‬ ‫الســباب‬ ‫أ‬ ‫المشــخصة‪.‬‬ ‫غــر‬ ‫َّ‬ ‫الجينيــة لمراضهــم ي‬ ‫تعمــل الخوارزميــة ً‬ ‫أول عــى تحديــد التنويعــات‬ ‫المؤذيــة ت‬ ‫المف�ضــة ف ي� جينــوم المريــض‪ .‬وبعــد‬ ‫ذلــك تقــوم الخوارزميــة بمقارنــة مرجعيــة للطف ـرات‬ ‫المختلفــة مــع قواعــد بيانــات ضخمــة تربــط ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫الجينــات أ‬ ‫والعـراض وتحـ ِّـدد احتمــال أن يكــون تنويـ ٌـع‬ ‫ـ� ألحــد الجينــات قــد تَسـ َّـبب ف ي� مــرض المريض‪.‬‬ ‫معـ ي ن ٌ‬ ‫تميــل أدوات أخــرى متاحــة لمســح الجينــوم بح ًثــا‬ ‫عــن الطفــرات المؤذيــة إىل االعتمــاد عــى بيانــات‬ ‫تسلســل الحمــض النــووي ‪ DNA‬فقــط‪ .‬أمــا منظومــة‬ ‫ت‬ ‫ب ِّ ئ‬ ‫«متنــى التنويعــات‬ ‫الــى تحمــل اســم‬ ‫الفريــق ي‬ ‫فينوم ِنــت» ‪PhenomeNET Variant Predictor‬‬ ‫ْ‬ ‫‪ )(PVP‬فتشــتمل عــى معلومــات طبيــة مأخــوذة مــن‬ ‫أيضــا‬ ‫ـى للمريــض كذلــك‪ .‬كمــا تتضمــن ً‬ ‫الســجل الطـ ب ي‬ ‫مقاديــر كبـ يـر ًة مــن بيانــات النمــط الظاهــري المأخوذة‬

‫مــن تقييمــات منهجيــة للفــرئ ان وأســماك الدانيــو‬ ‫ت‬ ‫ـى تقــارن تغيـ يـرات الحمــض النــووي‬ ‫المخططــة‪ ،‬والـ ي‬ ‫بأعــراض المــرض‪.‬‬

‫بوديليـوا‪« :-‬تســتخدم خوارزميتنــا معلومــات تفــوق مــا‬ ‫الدوات أ‬ ‫تســتخدمه أ‬ ‫الخــرى‪ ،‬ونحن نبحــث عن تنويعات‬ ‫ســببية محتملــة‪ ،‬وليــس فقــط عــن تنويــع ضــار»‪.‬‬ ‫ف ي� بحثهمــا الجديــد‪ ،‬اســتخدم الباحثــان مجموعــة‬ ‫بيانــات ســابقة مــن المملكــة المتحــدة ومــن «مختـ بـر‬ ‫الحوســبة الفائقــة» ف ي� «كاوســت» لتوضيــح أن‬ ‫«متنـ ب ِّ ئ‬ ‫فينوم ِنــت» ‪ PVP‬قــد حــدد بدقــة‬ ‫ـى التنويعــات ْ‬ ‫التنويعــات الجينيــة الســببية المســؤولة عــن مــرض‬ ‫قصــور الغــدة الدرقيــة الخلقــي‪ .‬فمــن المعــروف أن‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫طفــرات ي� عــدد مــن الجينــات المختلفــة هــي ي‬ ‫ن‬ ‫ـد� إنتــاج الغــدة‬ ‫تســبب ذلــك المــرض‪ ،‬مؤديــةً إىل تـ يِّ‬ ‫الدرقيــة ف ي� الرقبــة للهرمــون الــذي يحتــوي عــى اليود‬ ‫الــازم للنمــو والتطــور الطبيعيـ ي ن‬ ‫ـ�‪ .‬وقــد أفــادا بــأن‬ ‫‪ PVP‬حــدد تنويعــات الجينــات المســؤولة عــن قصــور‬ ‫الغــدة الدرقيــة لــدى عــدد مــن المــر�ض ‪ ،‬ف ي� ٍّكل مــن‬ ‫ت‬ ‫الــى اشــتملت عــى‬ ‫مجموعــات بيانــات السلســلة ي‬ ‫ت‬ ‫ـى تضمنــت فقــط الجــزء‬ ‫الجينــوم بأكملــه‪ ،‬وتلــك الـ ي‬ ‫ال�وتـ يـ�‪.‬ن‬ ‫الــذي يعمــل عــى ترمـ ي ز‬ ‫ـ� ب‬ ‫أ‬ ‫ويأمــل هوهنــدورف أن تصبــح تلك الداة جــز ًءا من‬ ‫ـ� التشــخيص لــدى المختصـ ي ن‬ ‫روتـ ي ن‬ ‫ـ� بالطــب الــور ث يا�‪.‬‬ ‫فمــع المريــض الــذي يُشــتبه بإصابتــه بمــرض جي ـن ي ‪،‬‬ ‫أ‬ ‫لســلة جينوم ذلــك الشــخص وإجراء‬ ‫يمكــن للطبــاء َس َ‬ ‫ط� كامــل ثــم اســتخدام الخوارزميــة‪ .‬ويقول‬ ‫تقييــم ب ي‬ ‫هوهنــدورف‪« :‬يســتطيع ‪ PVP‬تحديــد التنويــع أو‬ ‫التنويعــات المتســببة ف ي� حالــة المريــض الظاهريــة‬ ‫أ‬ ‫(الع ـراض) مبـ ش‬ ‫ـا� ًة ف ي� معظــم الحــاالت»‪.‬‬ ‫ومــع ذلــك‪ ،‬ثمــة مســاحة للتحســن؛ فقــد ي َّ ن‬ ‫بــ�‬ ‫هوهنــدورف أن ‪ PVP‬يمكنــه العثــور عــى تنويعــات‬ ‫مرضــة ف ي� جينــات كانــت متسـ ِّـببة‬ ‫الحمــض النــووي ُ‬ ‫الم ِ‬ ‫بالفعــل ف ي� المــرض‪ ،‬إمــا ف ي� بعــض النــاس وإمــا‬ ‫ف‬ ‫ث‬ ‫ي� كائنــات ب‬ ‫مخت�يــة‪ ،‬ومــعف ذلــك فــإن نحــو ثلــ ي‬ ‫رئ‬ ‫ن‬ ‫لل�وتـ يـ� ي� الف ـ ان ال ت ـزال تنتظــر‬ ‫الجينــات المرمــزة ب‬ ‫التوصيــف الكامــل‪ .‬ورغــم أنــه قــد جــرى توصيــف‬ ‫كثــر مــن جينــات أســماك الدانيــو‪ ،‬فــإن المســافة‬ ‫ي‬ ‫التطوريــة الضخمــة بـ ي ن‬ ‫ـ� الســمك والبـ شـر (واختالفات‬ ‫ال�وتوكــوالت التجريبيــة) تجعــل هــذا النــوع مــن‬ ‫ب‬ ‫بــ� أ‬ ‫المقارنــة ي ن‬ ‫الجنــاس أكــرث َ صعوبــة‪.‬‬ ‫ويختتــم هوهنــدورف قائـ ًـا‪« :‬إننــا بحاجــة ماســة‬ ‫إىل مزيــد مــن بيانــات الحالــة الظاهريــة عاليــة الجودة‬ ‫مخت�يــة ‪-‬وخاصــة الفــرئ ان‪ -‬مــن أجــل‬ ‫مــن كائنــات ب‬ ‫تحسـ ي ن‬ ‫ـ� منظومتنــا»‪.‬‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫كاميرات للتصوير الدقيق‬ ‫تكشف عن البنية الذرية للهياكل‬ ‫المعدنية العضوية‬ ‫كاميرات إلكترونية عالية الحساسية تمكِّن الباحثين من رؤية البنية الذرية للهياكل المعدنية العضوية وتضع‬ ‫األساس للتصوير الدقيق غير الضار لمواد أخرى‬

‫ثمــة حاجــة إىل طريقــة للتصويــر الدقيــق لفئــة مــن‬ ‫المــواد المفيــدة ف ي� تخزيــن الغــاز وعزلــه‪ .‬إال أن طرائق‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونــات يمكن‬ ‫التصويــر الشــائعة تبعث قــدراً مــن إ‬ ‫أن يــؤدي إىل تلــف بـ نـى بعــض المــواد‪.‬‬ ‫مــن بـ ي ن‬ ‫ـ� تلــك المــواد الهيــاكل المعدنيــة العضويــة‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫‪ ،MOFs‬وهــي بــى ثالثيــة البعــاد مصنوعــة مــن‬ ‫أيونــات معدنيــة متصلــة بواســطة روابــط عضويــة‪.‬‬ ‫وتُعــد الهيــاكل المعدنيــة العضويــة مفيــد ًة ف ي� تخزيــن‬ ‫الغــاز وعزلــه؛ ألنــه يمكــن تصميمهــا بحيــث تكــون لهــا‬ ‫أحجــام مســامية دقيقــة ذات أبعــاد جزيئيــة وفراغات‬ ‫كبـ يـرة (مســامية) ضمــن هياكلهــا‪.‬‬ ‫يقــول يــو هــان ‪-‬أســتاذ العلــوم‬ ‫الكيميائيــة المســاعد ف ي� جامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪:-‬‬ ‫«لــ� نفهــم عــى نحــو كامــل أداء‬ ‫ي‬ ‫الهيــاكل المعدنيــة العضويــة ف ي�‬ ‫التطبيقــات المختلفــة‪ ،‬نحتــاج إىل‬ ‫معرفــة بنيتهــا عــى المســتوى الــذري؛‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫ـا� يتحدد وفــق بنيتها‬ ‫لن ســلوكها العيـ ي‬ ‫المجهريــة»‪ .‬وعــن طريــق تصويــر هذه‬ ‫ن‬ ‫البــى‪ ،‬يســتطيع الباحثــون اكتشــاف‬ ‫مــؤ�ات مهمــة حــول الكيفيــة الــىت‬ ‫ش‬ ‫ي‬ ‫ذاتيــا مــن‬ ‫تتجمــع بهــا هــذه المــواد ًّ‬ ‫يز‬ ‫الممــ�ة‪.‬‬ ‫أجــل تكويــن مســاماتها‬ ‫انضــم العديــد مــن أعضــاء «مركــز‬ ‫المــواد المســامية والغشــائية المتقدمة‬ ‫ف� «كاوســت» إىل العاملـ ي ن‬ ‫«المخت�‬ ‫ـ� ف ي�‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫الرئيــس للتصويــر والتوصيــف»‬ ‫بالجامعــة‪ ،‬فضـ ًـا عــن زمــاء مــن ش�كة‬ ‫«جاتــان» ‪-‬وهــي ش�كــة متخصصــة‬ ‫ف� التصويــر المجهــري إ ت ن‬ ‫و�‪-‬‬ ‫اللكــر ي‬ ‫ي‬ ‫تناظر مصطنع وشبكة متوسطة‬ ‫صورة بمجهر النفاذ اإللكتروني عالي الدقة ذات ُ‬ ‫بــركل الوطــن ي »‪،‬‬ ‫و»مختــر لورنــس‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫للهيكل المعدني العضوي ‪( ZIF-8‬باألبيض واألسود)‪ ،‬مع نموذج بنيوي موضوع‬ ‫ين‬ ‫الصــ�‪ .‬وقــد أدى‬ ‫وزمــاء آخريــن ف ي�‬ ‫فوقها كغطاء لبيان مواضع أيونات الزنك والروابط العضوية (ملون)‪.‬‬ ‫جميعــا إىل تعديــل «مجهــر النفــاذ‬ ‫تعــاون هــؤالء ً‬ ‫إ ت ن‬ ‫ـال الدقــة» ‪ HRTEM‬باســتخدام أحــدث‬ ‫اللكــر ي‬ ‫و� عـ ي‬ ‫ال ت‬ ‫ش‬ ‫المبــا�‪.‬‬ ‫لك�ونــات بالكشــف‬ ‫كامــرات إحصــاء إ‬ ‫ي‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫عال‬ ‫أمــا عيــب اســتخدام مجهــر النفــاذ إ‬ ‫اللكــر ي‬ ‫و� ي‬ ‫الدقــة ف ي� تصويــر الهيــاكل المعدنية العضويــة فيتمثل‬ ‫ت‬ ‫ف� أن إ ت‬ ‫ـى تمر عـ بـر العينة‬ ‫ي‬ ‫اللك�ونــات عاليــة الطاقــة الـ ي‬ ‫تــؤدي إىل إتــاف بنيتهــا‪ .‬وعــن طريــق تعديــل المجهر‬ ‫باســتخدام كواشــف عاليــة الحساســية‪ ،‬حصــل فريــق‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونــات‬ ‫العمــل عــى صــور بكميــات ضئيلــة مــن إ‬ ‫بحيــث ال تتلــف ن‬ ‫بــى الهيــاكل المعدنيــة العضويــة‪.‬‬ ‫ف‬ ‫صــورا عاليــة الدقــة‬ ‫وقــد أنتــج الفريــق ي� النهايــة‬ ‫ً‬

‫للبـ نـى الذريــة‪.‬‬ ‫طبــق الفريــق طريقتــه عــى هيــكل ‪ ،ZIF-8‬وهــو‬ ‫َّ‬ ‫ن‬ ‫يتكــون مــن أيونــات زنــك‬ ‫معــد� عضــوي‬ ‫هيــكل‬ ‫َّ‬ ‫ي‬ ‫معــا بواســطة روابــط ‪2-‬ميثيــل إيميــدازول‬ ‫مرتبطــة ً‬ ‫العضويــة‪ ،‬بوصفــه حالــة للدراســة‪ .‬وقــد تمكَّ نــوا مــن‬ ‫تصويــر بنيتــه بدقــة قدرهــا ‪ 0.21‬نانومـ تـر (‪ 1‬نانومـ تـر‬ ‫يســاوي ‪ 1‬مــن مليــار مــن المـ تـر)‪ ،‬وهــي دقــة عاليــة‬ ‫بمــا يكفــي لتصويــر أ‬ ‫العمــدة الفرديــة لــذرات الزنــك‬ ‫والروابــط العضويــة‪.‬‬ ‫ين‬ ‫الباحثــ� عــى كشــف أســطح‬ ‫وقــد ســاعد ذلــك‬ ‫بلــورات ‪ ZIF-8‬وبـ نـى الفواصــل البينيــة فيهــا‪ .‬ويقــول‬ ‫موضحــا‪« :‬لقــد بينــت النتائــج‬ ‫هــان‬ ‫ً‬ ‫أن المســامية المتولــدة عنــد فواصــل‬ ‫بلــورات ‪ ZIF-8‬البينيــة تختلــف عــن‬ ‫المســامية أ‬ ‫الصليــة ف ي� المــادة‪ ،‬وهــو‬ ‫ت‬ ‫ـى تنتقــل بهــا‬ ‫مــا يؤثــر عــى‬ ‫الكيفيــة الـ ي‬ ‫جزيئــات الغــاز ف ي� تلــك البلــورات»‪.‬‬ ‫إن هــذا العمــل يضــع أ‬ ‫الســاس‬ ‫الســتخدام التصويــر غـ يـر الضــار عــى‬ ‫المســتوى الــذري بواســطة مجهــر‬ ‫النفــاذ إ ت ن‬ ‫عــال الدقــة لمــواد‬ ‫اللكــر ي‬ ‫و� ي‬ ‫أخــرى‪ ،‬ومنهــا البوليمــرات والمــواد‬ ‫ثنائيــة أ‬ ‫البعــاد‪.‬‬ ‫‪Zhu, Y., Ciston, J., Zheng, B., ...‬‬ ‫‪& Han, Y. Unravelling surface‬‬

‫‪2016 K AUST / IVAN GROMICHO‬‬

‫‪and interfacial structures of‬‬ ‫‪a metal–organic framework‬‬ ‫‪by transmission electron‬‬ ‫‪microscopy. Nature Materials‬‬ ‫‪16, 532–536 (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪51 di scove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫للمرة األولى يجري‬ ‫تصوير الهياكل المعدنية‬ ‫العضوية بدقة ذرية‬ ‫بواسطة مجهر النفاذ‬ ‫اإللكتروني باستخدام‬ ‫كاميرا إحصاء اإللكترونات‬ ‫بالكشف المباشر‪.‬‬

‫‪ 50‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫أنــواع الوقــود‪ ،‬يحتــوي النفــط الخفيــف عــى‬ ‫مئــات المركَّبــات‪ ،‬لــذا فــإن إج ـراء عمليــة تحسـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫نموذجــا أكــرث بســاطةً‬ ‫تفصيليــة للمحــرك يتطلــب‬ ‫ً‬ ‫مــن الوقــود المســمى بالوقــود البديــل»‪.‬‬ ‫ت‬ ‫الــذا�‬ ‫قــارن الباحثــون خــواص االشــتعال‬ ‫ي‬ ‫بديلــ� ي ن‬ ‫ين‬ ‫اثنــ� ‪-‬وقــود‬ ‫للنفــط الخفيــف بخــواص‬ ‫بديــل مرجعــي رئيــ� بســيط‪ ،‬وبديــل أكــرث‬ ‫ي‬ ‫تعقيــد ا‪ -‬عنــد طيــف مــن درجــات الحــرارة‬ ‫ً‬ ‫والضغــط ونســب الوقــود إىل الهــواء‪ .‬وعنــد‬ ‫التشــغيل عنــد درجــات حــرارة عاليــة‪ ،‬اســتخدم‬ ‫الفريــق ً‬ ‫أول أنبــوب صدمــة لدراســة ســلوك‬ ‫ت‬ ‫الــذا� للبدائــل عنــد درجــات مختلفــة‬ ‫االشــتعال‬ ‫ي‬ ‫مــن الضغــط‪ .‬أمــا عنــد درجــات الحــرارة‬ ‫أمــدا أطــول‪،‬‬ ‫المنخفضــة‪ ،‬فتســتغرق التفاعــات ً‬ ‫لــذا فقــد اســ ُتخدمت ماكينــة ضغــط رسيــع‬ ‫لتمديــد ت‬ ‫فــرة رصــد التفاعــات‪.‬‬

‫«وبرغــم أن محركات‬ ‫البنزيــن والديــزل لها‬ ‫ميزاتهــا‪ ،‬فإننــا‬ ‫بحاجــة إلى نوع‬ ‫جديــد مــن المحركات‬ ‫يســتغل قدرات‬ ‫تكنولوجيــات‬ ‫المحــركات الحاليــة‪،‬‬ ‫مــع تجنــب عيوبها»‪.‬‬

‫معايير ذهبية‬ ‫للجسيمات النانوية‬

‫فهمنا لدور األيونات العضوية صغيرة الحجم في حفظ‬ ‫استقرار الجسيمات النانوية الذهبية قد ُي َح ِّسن قدرتنا‬ ‫على السيطرة عليها‪.‬‬

‫‪© 2017 NATURE PUBLISHING GROUP. REPRODUCED WITH PERMISSION FROM REF 1.‬‬

‫إن توسيع إمكانيات االستعانة بجسيمات‬ ‫النانــو الذهبيــة ف ي� طيــف عريــض مــن‬ ‫التوص َ‬ ‫ــل إىل‬ ‫االســتخدامات‪ ،‬يتطلــب ُّ‬ ‫أســاليب تمكِّ ننا مــن الحفاظ عىل اســتقرار‬ ‫تكتــات هــذه الجســيمات والتحكــم ف ي�‬ ‫حجمهــا‪ .‬تكشــف دراســة جديــدة كيفيــة‬ ‫ت‬ ‫الســرات العضويــة‬ ‫تفاعــل أيونــات‬ ‫ت‬ ‫البســيطة‪ ،‬المشــتقة من حمض الس�يك‬ ‫المتوافــر بســهولة‪ ،‬مــع ذرات الذهــب‪،‬‬ ‫إلنتــاج الجســيمات النانويــة المســتقرة‬ ‫والمطلوبــة لجـراء المزيــد مــن أ‬ ‫البحــاث‪.‬‬ ‫إ‬ ‫يومــا بعــد يــوم‪ ،‬تثبــت كتــل ذرات‬ ‫ً‬ ‫الذهــب فائــدة اســتخدامها كمحفزات‪،‬‬ ‫ف‬ ‫و�‬ ‫وكعوامــل مضــادة للرسطــان‪ ،‬ي‬ ‫ف‬ ‫و� مكونــات‬ ‫أنظمــة توصيــل الــدواء‪ ،‬ي‬ ‫ف‬ ‫و� يغ�هــا مــن‬ ‫الخاليــا‬ ‫الشمســية‪ ،‬ي‬ ‫التطبيقــات أ‬ ‫الخــرى‪.‬‬ ‫تقــول جــون مــاري باســيت ‪-‬مديــر‬ ‫ـ�‪ ،‬و أ‬ ‫مركــز التحفـ ي ز‬ ‫الســتاذة المتخصصــة‬ ‫ف ي� العلــوم الكيميائيــة‪« :-‬التطبيقــات‬

‫‪1 nm‬‬

‫صورة لجسيمات نانوية من الذهب بدرجة‬ ‫وضوح على المستوى الذري‪.‬‬

‫المحتملــة للجســيمات النانويــة الذهبية‬ ‫ـرا هائـ ًـا عــى المجتمع‪،‬‬ ‫قــد تُحــدث تأثـ ي ً‬ ‫كمــا أن فهــم العوامــل المســاعدة عــى‬ ‫ت‬ ‫الســرات‪ ،‬ض�وري‬ ‫اســتقرارها‪ ،‬مثــل‬ ‫إلحــراز تقــدم ف ي� تلــك التطبيقــات»‪.‬‬ ‫ســاعد ف ي� هــذا العمــل هنــد عبــد هللا‬ ‫ن ت‬ ‫ال� تخرجــت مؤخـ ًـرا ف ي� جامعة‬‫الجهـ ي ي‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫(كاوســت)‪ ،‬وأســتاذ الكيميــاء المســاعد‬ ‫حاليــا ف ي� جامعــة تبــوك‪ -‬عــى أن تصـ يـر‬ ‫ًّ‬ ‫أول امــرأة ســعودية تُ ش‬ ‫نــر لهــا دراســة‬

‫وقــد وجــد الباحثــون أن البديــل المعقــد‬ ‫مثــال مــع النفــط الخفيــف‪،‬‬ ‫يتوافــق عــى نحــو‬ ‫ي‬ ‫وخاصــة عنــد درجــات الح ـرارة المنخفضــة‪ ،‬وهــو‬ ‫ت‬ ‫ـذا� ‪.‬‬ ‫مــا قــدم صــور ًة كاملــة لخــواص اشــتعاله الـ ي‬ ‫يقــول فــاروق‪« :‬لقــد تمخــض عملنــا عــن أول‬ ‫ت‬ ‫ذا� للنفــط الخفيــف‪ ،‬وهــو قيــد‬ ‫نمــوذج اشــتعال ي‬ ‫االســتخدام ف ي� «مركــز بحــوث أرامكــو الســعودية»‬ ‫ف� ت‬ ‫ين‬ ‫تحســ� تصميمــات‬ ‫دي�ويــت؛ مــن أجــل‬ ‫ي‬ ‫محــركات االشــتعال بضغــط ن ز‬ ‫الب� يــن»‪.‬‬ ‫‪Javed, T., Nasir, E.F., Ahmed, A., Badra, J.,‬‬ ‫‪Diebbi, K., ... & Farooq A. Ignition delay‬‬ ‫‪measurements of light naphtha: A fully‬‬ ‫‪blended low octane fuel. Proceedings of‬‬ ‫‪the Combustion Institute 36, 315–322‬‬ ‫‪(2017).‬‬

‫ت‬ ‫ف ي� دوريــة ش‬ ‫كيميســري ‪Nature‬‬ ‫نيتــر‬ ‫أ‬ ‫‪ Chemistry‬وتكــون هــي المؤلــف الول‬ ‫لهــا‪ .‬بالتعــاون مــع زمــاء لهــم مــن‬ ‫المملكــة المتحــدة‪ ،‬وســويرسا‪ ،‬وفرنســا‪،‬‬ ‫توصل الباحثــون إىل طــرق مختلفة لربط‬ ‫أيونــات السـ تـرات بــذرات الذهــب عنــد‬ ‫ســطح الجســيمات النانوية‪ .‬كما اكتشفوا‬ ‫كيــف يؤثــرون عــى أســلوب االرتبــاط‬ ‫ذاك عــن طريــق التحكــم ف ي� نســبة‬ ‫الجســيمات النانوية إىل أيونات ت‬ ‫الس�ات‪،‬‬ ‫بحيــث يمكِّ نهــم ذلــك مــن تغيـ يـر بـ َـىن‬ ‫ِ‬ ‫الجســيمات النانويــة وخواصهــا‪.‬‬ ‫تقــول باســيت‪« :‬يشــكل التوصيــف‬ ‫التجريــى والنظــري لهــذه أ‬ ‫النظمــة‬ ‫بي‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫ِّ‬ ‫تحديًــا؛ بســبب الطبيعــة المرنــة الـ ي‬ ‫يتســم بهــا التفا ُعــل الــذي يحــدث بـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫السـ تـرات والذهــب»‪ .‬وكان التعاون ي ن‬ ‫ب�‬ ‫فــرق مــن «كاوســت» ض�وريًّــا للتغلــب‬ ‫عــى التحديــات وإنتــاج جســيمات‬ ‫نانوية مســتقرة ثــم تحليلهــا وتصويرها‬ ‫بدرجــة عاليــة مــن الوضــوح‪.‬‬ ‫كيميائيــا‬ ‫والطبيعــة المســتقرة‬ ‫ًّ‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫للذهــب هــي فأحــد الســباب ي‬ ‫تجعلــه مفيـ ًـدا ي� التطبيقــات الطبيــة‪.‬‬ ‫أثبــت باحثــون آخــرون أن هــذا أ‬ ‫المــر‬ ‫مــن شــأنه أن يســمح للذهــب بحمــل‬ ‫أ‬ ‫الدويــة عـ بـر الجســم دون التسـ ُّـبب ف ي�‬ ‫آثــار جانبيــة كيميائيــة‪.‬‬

‫يمكــن للتحكــم ف ي� بنيــة الجســيمات‬ ‫يحســن كذلــك مــن‬ ‫النانويــة للذهــب أن ِّ‬ ‫تفاعلهــا مــع الضــوء الســتغالل ظاهــرة‬ ‫تُعــرف بر ي ن‬ ‫نــ� البالزمونــات الســطحية‪.‬‬ ‫أ‬ ‫بتســخ� الطاقــة‬ ‫يســمح هــذا المــر‬ ‫ي‬ ‫الضوئيــة لقتــل الخاليــا الرسطانيــة‪.‬‬ ‫يمكــن إلضافــة أجســام مضــادة‬ ‫للجســيمات النانوية أن توجههــا للخاليا‬ ‫ت‬ ‫الــى تحتــاج إىل العــاج‪.‬‬ ‫المحــددة ي‬ ‫ويعتمــد نــوع التفاعــل مــع الضــوء عىل‬ ‫بنيــة الجســيم النانــوي‪ ،‬وقــد يســفر‬ ‫أيضا عن تطبيقــات ف ي� الخاليا الشمســية‬ ‫ً‬ ‫وال ت‬ ‫لك�ونيــات الدقيقــة‪.‬‬ ‫إ‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫الــى‬ ‫يــرى الباحثــون أن فالفــاق ي‬ ‫فتحهــا هــذا العمــل ي� «كاوســت»‬ ‫يمكــن تطبيقهــا عــى أنــواع أخــرى مــن‬ ‫المعــادن‪ ،‬وهم يخططون الستكشــاف‬ ‫ذلــك أ‬ ‫المــر ف ي� المرحلــة المقبلــة مــن‬ ‫المـ شـروع‪ .‬وتقــول باســيت‪« :‬نتطلع إىل‬ ‫أ‬ ‫كــر»‪.‬‬ ‫مواجهــة هــذا التحــدي ال ب‬ ‫‪Al-Johani, H., Abou-Hamad,‬‬ ‫‪E., Jedidi, A., Widdiefield,‬‬ ‫‪C. M., ... & Basset, J.-M. The‬‬ ‫‪structure and binding mode‬‬ ‫‪of citrate in the stabilization‬‬ ‫‪of gold nanoparticles. Nature‬‬ ‫‪Chemistry (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪53 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫تعاون باحثون من «مركز بحوث االحتراق النظيف» في «كاوست» مع «فريق تكنولوجيا الوقود» التابع ألرامكو السعودية في العمل على التقنية الجديدة‪.‬‬

‫السباق نحو محركات أعلى كفاءة‬ ‫ضررا للبيئة‬ ‫ووقود أقل‬ ‫ً‬

‫ً‬ ‫تلويثا للبيئة سوف يستفيد من‬ ‫السعي نحو أداء أفضل للمحركات باستخدام أنواع وقود أقل‬ ‫تقنية نمذجة جديدة جرى تطويرها في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية‪.‬‬

‫‪ 52‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫استخدام أنبوب الصدمة لنمذجة خواص‬ ‫االشتعال الذاتي للنفط الخفيف‪.‬‬

‫تتســم محــركات االشــتعال بالضغــط واالشــتعال‬ ‫بالشــمعة ت‬ ‫الــى تســمى عــادة بمحــركات الديــزل‬‫ي‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫نز‬ ‫والب�يــن‪ -‬بكفــاءة ي� حــرق الوقــود تــراوح فقــط‬ ‫بـ ي ن‬ ‫تصميمــا جديـ ًـدا للمحــركات‬ ‫ـ� ‪ 35‬إىل ‪ .%40‬إال أن‬ ‫ً‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫يســمى محــرك االشــتعال بضغــط الب�يــن (‪)GCI‬‬ ‫ش‬ ‫بالضافــة‬ ‫يبــر بنســبة كفــاءة تصــل إىل ‪ ،%55‬إ‬ ‫إىل أنــه يُطلــق كميــات أقــل مــن الســناج وأكاســيد‬ ‫ت‬ ‫الني� ي ن‬ ‫وجــ� الضــارة‪ ،‬مقارنــةً بالمحــركات الحاليــة‪.‬‬ ‫غــر أن تحقيــق هــذه الفوائــد يتطلــب‬ ‫ي‬ ‫وقــو ًدا ذا خصائــص اشــتعال ت‬ ‫ذا� متوســطة ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫ي‬ ‫خصائــص ن ز‬ ‫الب� يــن وخصائــص الديــزل‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ـذا�‬ ‫يقــول فــاروق‪« :‬إن خصائــص االشــتعال الـ ي‬ ‫حــدد كفــاءة أداء المحــرك‪ ،‬وبذلــك يكــون لهــا‬ ‫تُ ِّ‬ ‫كبــر عــى تصميمــه‪ .‬وعــى غــرار جميــع‬ ‫تأثــر ي‬ ‫ي‬

‫‪2016 K AUST‬‬

‫ت‬ ‫الــى‬ ‫يُعــد تخفيــض كميــات غــازات الدفيئــة ‪ GHG‬ي‬ ‫تنبعــث نتيجــة عمليــات إنتــاج وحــرق أنــواع الوقــود‬ ‫ف‬ ‫مثــل الديــزل ن ز‬ ‫تغ�‬ ‫والب�يــن ‪-‬وهما ُمسـ ِـهمان كبـ يـران ي� ي‬ ‫المنــاخ‪ -‬تحديًــا هائـ ًـا يواجــه صناعــة النقــل‪.‬‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫أمــر فــاروق ‪-‬الســتاذ‬ ‫ي� هــذا االطــار‪ ،‬تعــاون ي‬ ‫المســاعد للهندســة الميكانيكيــة‪ -‬وزمــاؤه ف ي� «مركــز‬ ‫بحــوث االحـ تـراق النظيــف» ف ي� جامعــة الملــك عبــدهللا‬ ‫للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪ ،‬مــع «فريــق تكنولوجيــا‬ ‫الوقــود» التابــع شل�كــة أرامكو الســعودية‪ ،‬واســتخدموا‬ ‫تقنيــةً مبتكــرة الختبــار خــواص النفــط الخفيــف‪ ،‬وهــو‬ ‫وقــود عــال البارافينيــة منخفــض أ‬ ‫الوكتــان ت ز‬ ‫ممــ�ج‬ ‫ي‬ ‫بالكامــل‪ .‬وقــد أوضح فــاروق أن هــذه التقنيــة يمكن أن‬ ‫ت‬ ‫ال�‬ ‫تفتــح الباب أمــام المزيد مــن المحركات المتقدمــة ي‬ ‫تعمــل بوقــود يطلــق كميــات أقــل مــن غــازات الدفيئة‪.‬‬ ‫ين‬ ‫تحســ� أداء‬ ‫يســر‬ ‫يقــول فــاروق‪« :‬ينبغــي أن ي‬

‫الوقــود جنبــاً إىل جنــب مــع تصميــم المحــركات إذا‬ ‫أردنــا خفــض االنبعاثــات وتحسـ ي ن‬ ‫ـ� كفــاءة المح ـركات‪.‬‬ ‫ز‬ ‫وبرغــم أن محـركات ن ز‬ ‫الب�يــن والديزل لهــا يم�اتهــا‪ ،‬فإننا‬ ‫بحاجــة إىل نــوع جديــد مــن المحركات يســتغل قــدرات‬ ‫تكنولوجيــات المحـركات الحاليــة‪ ،‬مع تجنــب عيوبها»‪.‬‬

‫تصميم جديد‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫‪© 2016 AMERICAN PHYSICAL SOCIETY. REPRODUCED WITH PERMISSION FROM REF 1.‬‬

‫التال ُعــب بالســماكة يســمح بالســيطرة‬ ‫الدقيقــة عــى موضــع وتوجــه البلــورات‬ ‫بالمناطــق المختلفــة لشــبه الموصــل‪.‬‬ ‫يقــول آماســيان‪« :‬اكتشــفنا كيفيــة‬ ‫إنجــاز خصائــص أشــباه موصــات‬ ‫متقنــة بــكل نواحــي غشــاء البلــورة‬ ‫المتعــددة‪ .‬وقــد أوضــح أن بَــذر‬ ‫أنمــاط مختلفــة مــن التبلــور بمواضــع‬ ‫مختلفــة ســمح للباحثـ ي ن‬ ‫أيضــا بتخليــق‬ ‫ـ� ً‬ ‫ت‬ ‫والــى يمكــن‬ ‫ترتيبــات حســب الطلــب‬ ‫ي‬ ‫اســتخدامها آ‬ ‫الن بالدوائــر إال ت‬ ‫لك�ونيــة‪.‬‬ ‫ضخمــا للممارســة‬ ‫يُ َعــد هــذا تحســي ًنا ً‬ ‫ت‬ ‫ـى تُجــرى مــع مــواد تمتلك‬ ‫التقليديــة الـ ي‬ ‫ت‬ ‫والــى ال يُحا فَــظ‬ ‫خصائــص جيــدة‪،‬‬ ‫ي‬ ‫عليهــا داخــل البلــورة المتعــددة‪،‬‬ ‫وكذلــك ال يُحا فَــظ عــى وظائفهــا‬ ‫بالمناطــق المختلفــة؛ إذ يســمح هــذا‬ ‫التحسـ ي ن‬ ‫ـ� بالتح ُّكــم ف ي� تلــك الوظائــف‪.‬‬ ‫آ‬ ‫يقــول آماســيان‪« :‬يمكننــا الن صنــع‬ ‫بلــورات مخصصــة حــال الطلــب»‪.‬‬ ‫يأمــل آماســيان أن يــؤدي هــذا‬ ‫التطــور إىل تصنيــع أشــباه موصــات‬ ‫كريســتالية متعــددة مرتفعــة الجــودة‬ ‫خصوصــا مــن أجــل تعزيــز‬ ‫ومصممــة‬ ‫ً‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ال لك�ونيــات‬ ‫التقــد م ي� مجــال إ‬ ‫ُّ‬ ‫البرصيــة‪ ،‬والكهروضوئيــات‪ ،‬ومكونــات‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونيــات المطبوعــة‪ .‬ولهــذه‬ ‫إ‬ ‫الطريقــة القــدرة عــى صناعــة أجهــزة‬ ‫ت‬ ‫إلك�ونيــة اســتهالكية أكــرث كفــاءة‪،‬‬ ‫بعضهــا ذو أجــزاء مرنــة وخفيفــة‬ ‫الــوزن‪ ،‬وأنظمــة جديــدة مولِّــدة‬ ‫تقــدم ف ي�‬ ‫للطاقــة الشمســية‪ ،‬وإحــراز ُّ‬ ‫صناعــة إال ت‬ ‫لك�ونيــات الطبيــة‪ .‬كل ذلــك‬ ‫بفضــل صدفــة رصــد نمــط غريــب �ف‬ ‫ي‬ ‫قطــرة شــبه موصلــة‪.‬‬ ‫سيستكشــف الفريــق آ‬ ‫ال ن ســبل‬ ‫المختــر‪،‬‬ ‫نقــل عملهــم إىل أبعــد مــن‬ ‫ب‬ ‫ش‬ ‫الــراكات الصناعيــة‬ ‫مــن خــال‬ ‫والتعاونيــات البحثيــة‪.‬‬ ‫‪Yu, L., Niazi, M. R., Ngongang‬‬

‫حيلة الرفع‬ ‫تزيد االنزالق‬ ‫يكشــف غمــر الكــرات الســاخنة بالســوائل‬ ‫اللزجــة عــن وســيلة لتقليــص مقاومــة‬ ‫المائــع دون إجــراءات هندســية معقــدة‪.‬‬

‫غــر المنتظــم لقطــرات المــاء‬ ‫يحــدث االنطــاق ي‬ ‫ن‬ ‫القــ� عندمــا تتســبب طبقــات البخــار‬ ‫أوا�‬ ‫حــول ي‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ـة‪ �.‬هــذا برهــن‬ ‫المحبوســة بطفــو القط ـرات للحظـ ي‬ ‫فريق مــن جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنية‬ ‫(كاوســت) عــى أن تلــك العمليــة ‪-‬المعروفــة باســم‬ ‫تأثـ يـر ليدنفروســت ‪، -Leidenfrost‬نســبة لمكتشــفها‬ ‫ن‬ ‫االلمــا� جوهــان ليدنفروســت‪ ،‬يمكــن أن‬ ‫الطبيــب‬ ‫ي‬ ‫تُســتخدم بشــكل ملحــوظ لخفــض قــوى االحتــكاك‬ ‫الـ تـى تواجههــا أ‬ ‫الجســام المنتقلــة عـ بـر الســوائل‪.‬‬ ‫ي‬ ‫ــرز كــرة البيســبول الخاصــة‪ ،‬وال ُّنقَــر عــى‬ ‫فغُ َ‬ ‫كــرات الجولــف ليســت مجــرد أشــكال تجميليــة‪.‬‬ ‫عنــد رسعــات كافيــة تتســبب تلــك أ‬ ‫ال نســجة‬ ‫الخشــنة ف ي� اضط ـراب حركــة طبقــة الهــواء الرقيقــة‬ ‫المحيطــة بالكــرة والمتدفقــة حولهــا‪ ،‬مــا يقلِّــص‬ ‫قــوة االحتــكاك إىل مســتوى أقــل مــن ذاك الخــاص‬ ‫أ‬ ‫بالســطح الملســاء‪ .‬هــذا مــا يســمى بأزمــة‬ ‫ت‬ ‫والــى تجعــل تلــك الكــرات تحقــق‬ ‫االحتــكاك‪،‬‬ ‫ي‬ ‫رث‬ ‫مســارات أطــول وأكــ اســتقر ًارا‪.‬‬ ‫أ‬ ‫ف آ‬ ‫خــرة ٌّكل مــن ســيجوردر‬ ‫تقــى ي� الونــة ال ي‬ ‫ثورودســن‪ ،‬أســتاذ الهندســة الميكانيكيــة‪ ،‬ود‪.‬‬ ‫فاكاريلســ� تقنيــات إلثــارة االحتــكاك دون‬ ‫إيفــان‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫اســتدعاء ظاهــرة الزمــة تلــك‪ .‬وقــد حققــوا ذلــك‬ ‫عــن طريــق عكــس إج ـراءات ليدنفروســت المعتــادة‬ ‫ف‬ ‫تبخــر‬ ‫وغمــس كــرات ســاخنة ي� الســوائل‪ .‬مــع ُّ‬ ‫كاف ‪ ،‬تكونــت طبقــة بخــار عملــت‬ ‫الســائل بشــكل ٍ‬ ‫تُ ظهر تجارب السقوط الحر والمحاكاة أن الكرات المحاطة‬ ‫بطبقات بخار خاصة (اإلطارات في أقصى اليمين) تنتقل‬ ‫نحو أسهل عبر السوائل‪.‬‬ ‫على ٍ‬

‫كمزلــق لخفــض احتــكاك الســائل مــع الصلــب‪ .‬م َّكــن‬ ‫برسعــة‬ ‫هــذا النهــج الكــرات الســاخنة مــن الحركــة‬ ‫ٍ‬ ‫بلغــت ضعــف رسعــة الكـرات أ‬ ‫البــرد ف ي� أثنــاء تجــارب‬ ‫الســقوط الحــر‪.‬‬ ‫ًّ‬ ‫ومــع ذلــك فــإن كل مــن أزمــة االحتــكاك ورفــع‬ ‫ين‬ ‫المســتحث� يجريــان ف ي� نطــاق‬ ‫ليدنفروســت‬ ‫المتغــرات يدعــى «عــدد رينولــد»‪،‬‬ ‫ضيــق مــن‬ ‫ي‬ ‫يربــط لزوجــة المائــع وكثافتــه بحجــم ورسعــة‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫خــرة‪ ،‬اســتخدم‬ ‫الكــرة المتحركــة‪ .‬ي� تجربتهــم ال ي‬ ‫فاكاريلســ� وثورودســن ومعاونوهــم ف� ت‬ ‫أســراليا‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫الســوائل ذات خــواص االســتقرار المتفــردة لتوســيع‬ ‫ت‬ ‫ـى تقــل فيهــا قــوى االحتــكاك بطبقــات‬ ‫الظــروف الـ ي‬ ‫بخــار ليدنفروســت بشــكل درامــي‪ .‬فقــد أســقط‬ ‫ات الســاخنةَ ف ي� خزانــات عموديــة‬ ‫الباحثــون الكــر ِ‬ ‫طويلــة‪ ،‬تحتــوي عــى مركبــات فلوروكربونية مشــبعة‬ ‫‪ ،perfluorocarbons‬وهــي ســوائل تُســتعمل ف ي�‬ ‫أ‬ ‫كمــردات تتبخــر بســهولة تفــوق الميــاه‪.‬‬ ‫الغلــب ب ِّ‬ ‫التقطــت كامـ يـرات الفيديــو عاليــة الرسعــة مســارات‬ ‫عــر مركبــات‬ ‫الســقوط الحــر الخاصــة بالكــرات ب‬ ‫فلوروكربونيــة مشــبعة ذات قيــم لزوجــة مختلفــة‬ ‫بشــكل واســع الستكشــاف نطــاق مــن ظــروف‬ ‫المثــر للدهشــة أن طبقــة البخــار‬ ‫االحتــكاك‪.‬‬ ‫ي‬ ‫خفضــت االحتــكاك بقيمــة أكـ بـر مــن المتوقــع‪ ،‬وقــد‬ ‫فعلــت ذلــك مــع أعــداد رينولــد امتــدت حـ تـى قيــم‬ ‫تبلــغ ثالثــة أضعــاف‪.‬‬ ‫تأثــر‬ ‫وقــد أظهــرت نمذجــة تلــك العمليــة أن ي‬ ‫ليدنفروســت قــد اســتحث تدفُّــق الســائل حــول‬ ‫الكــرة ن ز‬ ‫لت�لــق وتتخــذ رسعــات مختلفــة‪ .‬فــر‬ ‫مزيــدا‬ ‫ثورودســن ذلــك بأنــه «كلمــا أدخلنــا ببــطء‬ ‫ً‬ ‫تدريجيــا»‪.‬‬ ‫مــن االنــزالق‪ ،‬انخفــض االحتــكاك‬ ‫ًّ‬ ‫ئ‬ ‫ـز� مــن خــال اللزوجــة‬ ‫ويتــم تحديــد االنــزالق الجـ ي‬ ‫النســبية للســائل وجزيئــات الغــاز بطبقــة البخــار‪.‬‬ ‫يتوقــع الفريــق أن طبقــات البخــار الموجــودة‬ ‫عــى أ‬ ‫الســطح المقاومــة فائقــة الكراهيــة للمــاء‬ ‫بشــكل طبيعــي‪ ،‬أو تلــك ت‬ ‫عــر‬ ‫الــى تُســ َتحث ب‬ ‫ي‬ ‫غــر‬ ‫الحقــن الفقاعــي‪ ،‬يمكنهــا أن تحفــز بطريقــة ي‬ ‫متوقعــة تطويــر تقنيــات خفــض االحتــكاك‪ .‬يضيــف‬ ‫حــدا‬ ‫ثورودســن‪« :‬تعطــي تلــك التجــارب فقــط ًّ‬ ‫أعــى لخفــض االحتــكاك‪ ،‬ومــا إن يــرى المهندســون‬ ‫المكانــات ف ي� ذلــك حـ تـى ترتفــع احتمــاالت المكاســب‬ ‫إ‬ ‫الممكنــة منهــا»‪.‬‬

‫‪Ndjawa, G. O., Li, R., Kirmani,‬‬ ‫‪A. R., ... & Amassain,‬‬

‫‪Vakarelski, I. U., Berry, J. D., Chan, D. Y.‬‬

‫‪A. Programmable and‬‬

‫‪C. & Thoroddsen, S. T. Leidenfrost vapor‬‬

‫‪coherent crystallization of‬‬

‫‪layers reduce drag without the crisis in‬‬

‫‪semiconductors. Science‬‬

‫‪high viscosity liquids. Physical Review‬‬

‫)‪Advances 3, e1602462 (2017‬‬

‫‪Letters 117, 114503 (2016).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪55 di scove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫تحليل طيفي‬ ‫بصري مستقطب لغشاء قطرة‬ ‫رقيقة مصبوبة‪ُ ،‬يظهر «حلقة‬ ‫قهوة»‪ .‬تبلور الغشاء الرقيق‬ ‫بالتعاقب من خالل صهر البخار‬ ‫المذيب عند بدء التبلور من الحافة‬ ‫السميكة لـ»حلقة القهوة» ليتقدم‬ ‫باتجاه المركز األرق‪.‬‬

‫تأثير «حلقة القهوة» يقود إلى‬ ‫التحكم بتبلور أشباه الموصالت‬ ‫يسهل تباين سماكة المواد المتبلورة من التحكم بأنماط وخصائص البلورات‪.‬‬ ‫ِّ‬

‫‪ 54‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪ARAM AMASSIAN‬‬

‫أدت فرصــة رصــد بلــورات تشــكِّل‬ ‫ت‬ ‫ـى تي�كهــا كــوب‬ ‫وسـ ًـما يشــبه البقــع الـ ي‬ ‫مــن القهــوة عــى منضــدة إىل نمــو‬ ‫بلــورات متعــددة حــال الطلــب مــع‬ ‫تطبيقــات ألشــباه موصــات أرسع‬ ‫وأكــرث تنو ًعــا‪.‬‬ ‫أ‬ ‫موصــات الغشــية‬ ‫تُ َع ُّ‬ ‫ــد أشــباه ِّ‬ ‫الرقيقــة أســاس نســق هائــل مــن‬ ‫أ‬ ‫أ‬ ‫ال ت‬ ‫والجهــزة‬ ‫لك� ونيــة‪،‬‬ ‫الجهــزة إ‬ ‫البرصيــة إال ت‬ ‫لك�ونيــة‪ .‬وعــادة مــا تُص َنــع‬ ‫ت‬ ‫ـى تنتــج‬ ‫مــن خــال عمليــات التبلــور الـ ي‬

‫ئ‬ ‫عشــوا�‬ ‫بلــورات متعــددة ذات خليــط‬ ‫ي‬ ‫مــن البلــورات الفرديــة مختلفــة‬ ‫التوجهــات أ‬ ‫والحجــام‪.‬‬ ‫حــر ز بالســيطرة‬ ‫ُّ‬ ‫تقــد ٌم ي ٌ‬ ‫كبــر أُ ِ‬ ‫عــى التبلــور بواســطة فريــق يقــوده‬ ‫آرام آماســيان‪ ،‬أســتاذ علــوم المــواد‬ ‫والهندســة المســاعد بجامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‪.‬‬ ‫تشــمل المجموعــة أفــرا ًدا مــن مركــز‬ ‫الطاقــة الشمســية ف ي� «كاوســت»‬ ‫وآخريــن مــن شــعبة العلــوم ي ز‬ ‫الف�يائيــة‬

‫والهندســة بالجامعــة بالتعــاون مــع‬ ‫جامعــة كورنيــل‪ .‬يقــول آماســيان‪« :‬لــم‬ ‫تعــد هنــاك حاجــة لالكتفــاء بالتبلــور‬ ‫ئ‬ ‫وغــر المتناغــم»‪.‬‬ ‫العشــوا� ي‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫خــر للفريــق‬ ‫بــدأ االكتشــاف ال ي‬ ‫عندمــا الحــظ د‪ .‬يل يانــج يــو ‪-‬مــن فريــق‬ ‫«كاوســت» ‪ -‬أن قطــر ًة مــن مــادة شــبه‬ ‫موصــل ســائلة قــد جفــت لتشـكِّل شــكل‬ ‫حلقــة قهــوة‪ ،‬كانــت أكــرث ســماكةً ف ي�‬ ‫الجهــة الخارجيــة منهــا ف ي� بقيــة المــادة‬ ‫عنــد المركــز‪ .‬وعندمــا حــث المــادة عــى‬

‫التبلــور‪ ،‬تبلــورت الحلقــة الخارجية ً‬ ‫أول‪.‬‬ ‫يقــول آماســيان‪« :‬لقــد أشــار هــذا‬ ‫مهــم‬ ‫أمــر ٌّ‬ ‫إىل أن الســماكة الموضعيــة ٌ‬ ‫لبــدء التبلــور»‪ ،‬وهــو مــا يتعــارض مــع‬ ‫الفهــم الســائد لكيفيــة تشــكُّل أغشــية‬ ‫البلــورات المتعــددة‪.‬‬ ‫ين‬ ‫بالباحثــ� إىل‬ ‫هــذا الشــذوذ أدى‬ ‫الخــوض بشــكل أعمــق‪ .‬وقــد اكتشــفوا‬ ‫أن ســماكة الغشــاء المتبلــور قــد‬ ‫تســاعد عــى التالعــب بتبلــور العديــد‬ ‫مــن المــواد‪ .‬أ‬ ‫الهــم مــن ذلــك أن‬

‫أﻗﺪرﻫﺎ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ‬ ‫"إن اﻷﺷﻴﺎء اﻟﺘﻲ ّ‬ ‫اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻫﻲ‬ ‫اﻟﺼﺪاﻗﺔ اﻟﻤﻬﻨﻴﺔ‪ ،‬واﻟﻘﺪرة ﻋﻠﻰ‬ ‫ﺗﺤﻘﻴﻖ اﻟﺘﻮازن ﺑﻴﻦ اﻟﺤﻴﺎة اﻟﻌﻤﻠﻴﺔ‬ ‫واﻻﺟﺘﻤﺎﻋﻴﺔ‪ .‬أﻧﺎ ﻣﺤﺎط ﺑﺰﻣﻼء راﺋﻌﻴﻦ‪،‬‬ ‫ﻣﺘﺴﻌﺎ ﻣﻦ اﻟﻮﻗﺖ اﻟﻜﺎﻓﻲ‪،‬‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫ﻛﻤﺎ أن ﻟﺪ ﱠ‬ ‫ﻣﻀﻄﺮا ﻟﻼﺧﺘﻴﺎر ﺑﻴﻦ ﻣﺴﻴﺮﺗﻲ‬ ‫ﻟﺬﻟﻚ ﻟﺴﺖ‬ ‫ًّ‬ ‫اﻟﻤﻬﻨﻴﺔ وﺣﻴﺎﺗﻲ اﻟﺸﺨﺼﻴﺔ‪ .‬ﻫﻨﺎ‪ ،‬أﺳﺘﻄﻴﻊ‬ ‫أن أﺳﺘﻤﺘﻊ ﺑﻜﻠﻴﻬﻤﺎ ﻋﻠﻰ أﻛﻤﻞ وﺟﻪ"‪.‬‬

‫أﺳﺘﺎذ ﻣﺴﺎﻋﺪ ﻣﺸﺎرك‪،‬‬ ‫ﻣﺎﻧﻲ ﺳﺎراﺛﻲ‬

‫اﺳﺘﺸﻬﺎدا ﺑﺄﻋﻤﺎﻟﻬﻢ‬ ‫ﻣﻦ ﺑﻴﻦ اﻟﺒﺎﺣﺜﻴﻦ اﻷﻛﺜﺮ‬ ‫ً‬ ‫ﻓﻲ ﻋﺎم ‪ ،2015‬وﻓﻖ ﻣﺆﺳﺴﺔ ﻛﻼرﻳﻔﻴﺖ‬ ‫أﻧﺎﻟﻴﺘﻴﻜﺲ‪ .‬وﻣﺼﻨﻒ ﺿﻤﻦ ‪ %1‬ﻣﻦ اﻟﺒﺎﺣﺜﻴﻦ‬ ‫اﺳﺘﺸﻬﺎدا ﺑﻬﻢ ﻓﻲ ﻣﺠﺎل اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ‪.‬‬ ‫اﻷﻛﺜﺮ‬ ‫ً‬

‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل اﻟﺤﻴﺎة واﻟﻌﻤﻞ‬ ‫ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم‬ ‫واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ( ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪WWW.KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﺗﺴﺘﻜﺸﻒ أﺑﺤﺎث ﻣﺎﻧﻲ اﻷﺛﺮ اﻟﺒﻴﺌﻲ ﻟﻠﻮﻗﻮد‬ ‫اﻟﺘﻘﻠﻴﺪي واﻟﺒﺪﻳﻞ‪ ،‬وأﻧﻈﻤﺔ اﻻﺣﺘﺮاق اﻟﺨﺎﺻﺔ‬ ‫ﺑﻬﻤﺎ‪ .‬وﻫﻮ ﻳﺴﺘﺨﺪم اﻟﻨﻤﺎذج واﻟﺘﺠﺎرب اﻟﺤﺮﻛﻴﺔ‬ ‫اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ ﻟﻠﺘﻨﺒﺆ ﺑﺎﺣﺘﺮاق اﻟﻮﻗﻮد‪،‬‬ ‫اﻟﻤﻠﻮﺛﺎت ﻓﻲ ﻧﻈﻢ اﻟﻄﺎﻗﺔ‪ .‬وﻋﻨﺪﻣﺎ ﻻ‬ ‫وﺗﻜﻮﻳﻦ‬ ‫ﱢ‬ ‫ﻣﺴﺘﻜﺸﻔﺎ ﻛﻴﻤﻴﺎء اﻻﺣﺘﺮاق‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ﻳﻜﻮن ﻓﻲ اﻟﻤﺨﺘﺒﺮ‬ ‫آﻓﺎﻗﺎ ﺟﺪﻳﺪة ﻓﻲ ﺻﺤﺮاء‬ ‫ً‬ ‫ﻳﺤﺐ ﻣﺎﻧﻲ أن ﻳﻜﺘﺸﻒ‬ ‫اﻟﻤﻤﻠﻜﺔ اﻟﻌﺮﺑﻴﺔ اﻟﺴﻌﻮدﻳﺔ‪.‬‬

‫الواقع المعزَّ ز‬ ‫في متناول يدك‬ ‫يمكن لجهاز مرن قائم على الكربون ويستجيب للرطوبة بطريقتين‬ ‫مختلفتين أن يستشعر األجسام ثالثية األبعاد من دون لمسها‪.‬‬ ‫أثــارت شاشــات اللمــس الحدســية‬ ‫المتكاملــة مــع الهواتــف الذكيــة ضجــةً‬ ‫كــرى عنــد إطالقهــا َ‬ ‫أول مــرة‪ ،‬وقــد‬ ‫ب‬ ‫حافظــت عــى شــعبيتها لــدى العديــد‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونيــات‪ .‬ولكــن‬ ‫مــن‬ ‫مســتهلك إ‬ ‫ي‬ ‫الدخــال تلــك تتطــور لتصبــح‬ ‫أجهــزة إ‬ ‫ثالثيــة أ‬ ‫البعــاد مــع مستشــعر يتتبــع‬ ‫أ‬ ‫موضــع الصابــع ش‬ ‫الب�يــة ورسعــة‬ ‫حركتهــا ف ي� الفــراغ‪.‬‬ ‫إن أ‬ ‫الغشــية الرقيقــة المصنوعــة‬ ‫مــن أنابيــب الكربــون النانويــة أو‬ ‫أكســيدات الجر ي ن‬ ‫افــ� لهــا خصائــص‬ ‫كهربائيــة مستشــعرة للرطوبــة ذات‬ ‫حساســية عاليــة‪ .‬كلتــا المادتـ ي ن‬ ‫ـ� تمتــص‬ ‫‪ 56‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫جزيئــات المــاء وتقــوم بتحويلهــا‬ ‫إىل أيونــات هيدرونيــوم مشــحونة‬ ‫ت‬ ‫والــى بدورهــا تقــوم‬ ‫( ‪،)+H3O‬‬ ‫ي‬ ‫بتعديــل إيصاليــة الغشــاء الرقيــق‬ ‫بشــكل قابــل لالنعــكاس والتكــرار‪.‬‬ ‫أك�‬ ‫تفعــل تلك المــواد ذلــك برسعــات ب‬ ‫مــن مستشــعرات الرطوبــة التقليديــة‪.‬‬ ‫اليصاليــة عــى‬ ‫تغــر إ‬ ‫وتعتمــد نزعــة ي ُّ‬ ‫مــادة نانويــة هــي أكســيد الجر ي ن‬ ‫افــ�‪،‬‬ ‫تميــل إىل امتــاك إيصاليــة أعــى مــع‬ ‫إضافــة ‪ +H3O‬بينمــا تصبــح أ‬ ‫النابيــب‬ ‫النانويــة أكــرث حساســية‪.‬‬ ‫أ‬ ‫أدرك د‪ .‬يانلونــج تــاي والســتاذ‬ ‫يز‬ ‫مزيجــا مــن تلــك‬ ‫جيلــ� لوبينيــو أن ً‬

‫المــواد النانويــة الدقيقــة قد يُســتخدم‬ ‫لتشــغيل منظومــة تعـ ّـرف قائمــة عــى‬ ‫عوضــا عــن اللمــس‪ .‬يوضــح‬ ‫الشــارات ً‬ ‫إ‬ ‫تــاي‪« :‬تلــك المستشــعرات ثالثيــة‬ ‫أ‬ ‫البعــاد غـ يـر التالمســية تتطلــب توليــد‬ ‫ثــاث إشــارات مختلفــة ف ي� أثنــاء كل‬ ‫قيــاس»‪ .‬وتصـ َّـور الباحثــان أن المزيــج‬ ‫المناســب مــن أ‬ ‫النابيــب النانويــة‬ ‫وأكســيدات الجرافـ ي ن‬ ‫ـ� قد تعطــي أنماط‬ ‫اســتجابة ثالثيــة‪ ،‬موجب‪-‬سالب‪-‬ســالب‬ ‫عىل ســبيل المثــال‪ ،‬للرطوبــة الطبيعية‬ ‫الصبــع‪.‬‬ ‫المحيطــة بــرأس إ‬ ‫مــع ذلــك‪ ،‬لتحقيــق دقــة فصــل‬ ‫ث‬ ‫ـا�‬ ‫كافيــة للإشــارة معالجــة الموضــع ثـ ي‬

‫‪Tai, Y. & Lubineau, G. Human‬‬‫‪finger electronics based‬‬ ‫‪on opposing humidity‬‬‫‪resistance responses in‬‬ ‫‪carbon nanofilms. Small 13,‬‬ ‫‪1603486 (2017).‬‬

‫‪2016 KAUST / IVAN GROMICHO‬‬

‫يمكن لمستشعر منطقي مصنوع من أنابيب الكربون النانوية وأغشية أكسيد الجرافين استشعار األجسام الرطبة دون لمسها‪.‬‬

‫أ‬ ‫تبص‬ ‫البعــاد للإصبــع‪ ،‬يحتاج ذلــك إىل ُّ‬ ‫أوضــح لالســتجابة المتناقضــة لـ ٍّ‬ ‫ـكل من‬ ‫أ‬ ‫النابيــب النانويــة وأكســيد الجر ي ن‬ ‫افــ�‬ ‫للرطوبــة‪ .‬وف ًقــا للوبينيــو فــإن أيونــات‬ ‫‪ +H3O‬الممتصــة تســتحث إجهــا ًدا‬ ‫ميكانيكيــا بداخــل المــواد النانويــة‪،‬‬ ‫ًّ‬ ‫ال يصاليــة الكليــة للمــادة‬ ‫يغــر إ‬ ‫ي ِّ‬ ‫وإيصاليــة الوصلــة مــا بـ ي ن‬ ‫ـ� الجســيمات‬ ‫النانويــة المفــردة‪.‬‬ ‫ين‬ ‫الغشــائ�‬ ‫يقــول لووبينيــو‪« :‬كال‬ ‫يعتمــد عــى آ‬ ‫الليــات نفســها‪ ،‬ولكــن‬ ‫كليــا‪ .‬فالتحدي‬ ‫التــوازن بينهما مختلــف ًّ‬ ‫ز‬ ‫الرئيــس كان ف ي� القــدرة عىل عــزل يف�ياء‬ ‫كل تأثـ يـر بالبنيــات الهيكليــة المختلفــة‬ ‫بشــكل صحيــح»‪.‬‬ ‫ـبكيا‬ ‫ـ‬ ‫ش‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫نموذج‬ ‫أن‬ ‫ـق‬ ‫اســتنتج الفريـ‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫نظامــا أشــبه‬ ‫تتبــع فيــه التوصيليــة ً‬ ‫بالشــبكة لمســارات متقاطعة‪ ،‬يمكن أن‬ ‫يفــر مقاومة أغشــية أ‬ ‫النابيــب النانوية‬ ‫المســتحثة بالرطوبــة‪ ،‬وذلــك مــن‬ ‫خــال التجريــب بواســطة مستشــعرات‬ ‫محتويــة عــى أنســاق هيكليــة مجهريــة‬ ‫مختلفــة‪ .‬من جهــة أخــرى كان التفسـ يـر‬ ‫أ‬ ‫المثــل ألكســيد الجر ي ن‬ ‫افــ� بواســطة‬ ‫تصميــم مقيــاس متداخــل‪ ،‬والــذي‬ ‫قدم تأثـ يـرات ســعوية مالئمــة ف ي� وجود‬ ‫‪ .+H3O‬اســتخدم الباحثــون تلــك‬ ‫المعرفــة لتصنيــع أداة مرنــة شــفافة‬ ‫تقــوم بقيــاس مســافة ورسعــة واتجــاه‬ ‫مقدمــة إصبــع موضوعــة فوقهــا‪ .‬عمــل‬ ‫أ‬ ‫أيضا بوجــود بخار‬ ‫ول ً‬ ‫هــذا النمــوذج ال ي‬ ‫أيضــا‬ ‫التنفــس البـ شـري‪ ،‬وهــي معــدة ً‬ ‫الشــارة وجعلهــا جــز ًءا مــن‬ ‫الستشــعار إ‬ ‫واجهــات المدخــات الرقميــة‪.‬‬ ‫يقــول لوبينيــو‪« :‬عــادة مــا يكــون من‬ ‫غــر‬ ‫العســر تشــغيل المستشــعرات ي‬ ‫ي‬ ‫التالمســية عنــد مســتويات مختلفــة من‬ ‫الرطوبــة‪ ،‬نتائجنــا هنــا قــد تع ـ ِّزز مــن‬ ‫اســتخدام تلــك المستشــعرات بأجهــزة‬ ‫الواقــع المعــزز»‪.‬‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫طالب الدكتوراة محمد قريشي‬ ‫(يسارا)‪ ،‬واألستاذ المساعد‬ ‫ً‬ ‫تاكانابي أمام تجربة مفاعل حفز‬ ‫ضوئي موصل لمياه انشطارية‪.‬‬

‫تاكانــا�‪« :‬نأمــل ف ي� لفــت‬ ‫يقــول‬ ‫بي‬ ‫االنتبــاه إىل مشــكلة اختــاف أنظمــة‬ ‫والبــاغ‪ ،‬ت‬ ‫واقــراح إجــراءات‬ ‫القيــاس إ‬ ‫ن‬ ‫مــن شــأنها تســهيل المقارنــة بـ يـ� نتائج‬ ‫المختــرات»‪.‬‬ ‫مختلــف‬ ‫ب‬ ‫ــد هــذه مســألة حيويــة؛ ألنــه ال‬ ‫تُ َع ُّ‬ ‫يمكــن تحديــد حلــول الطاقــة الشمســية‬ ‫أ‬ ‫ال ثك� فاعلية وقابليــة للتطبيق اقتصاديًّا‬ ‫بالمــكان مقارنــة كفــاءة‬ ‫مــا لــم يكــن إ‬ ‫تاكانــا�‬ ‫مختلــف الطــرق بدقــة‪ .‬أشــار‬ ‫بي‬ ‫أيضــا إىل أن بعــض أ‬ ‫الوراق البحثيــة‬ ‫ً‬ ‫غـ يـر متســقة‪ ،‬وتحتــوي عــى معلومــات‬ ‫غـ يـر دقيقــة‪ ،‬وهــو أمــر يعــود جز ًّئيــا إىل‬ ‫اختــاف أنظمــة القيــاس و إالبــاغ‪.‬‬ ‫اقـ تـرح فريــق «كاوســت» منظومــةً‬ ‫المتغــرات‬ ‫موحــد ًة للإ بــاغ عــن‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫الساســية المرتبطــة بكفــاءة مــواد‬ ‫ئ‬ ‫الضــو� المختلفــة‪ ،‬وأعطــوا‬ ‫الحفــز‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫قائمــا عــى عملهــم الخــاص‪.‬‬ ‫مثــال ً‬ ‫المتغــرات الرئيســة‬ ‫تحديــد‬ ‫يركــز‬ ‫ي‬ ‫عــى ثالثــة قياســات‪ ،‬هــي‪ :‬الفيــض‬ ‫ئ‬ ‫ن‬ ‫ضــو� ‪،‬‬ ‫عــر كل مفاعــل‬ ‫الفوتــو� ب‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ئ‬ ‫ـو� الــذي يتــم‬ ‫ومعــدل الحفــز الضـ ي‬ ‫عنــده أقــى امتصــاص للفوتونــات‬ ‫المصطدمــة‪ ،‬والقيــاس الدقيــق‬ ‫المتفاعــل وتوليــد المن َتــج‪.‬‬ ‫الســتهالك‬ ‫ِ‬ ‫يأمــل الباحثــون أن تســاعد شن�تهم‬ ‫ت‬ ‫فــرق البحــث حــول‬ ‫ومق�حاتهــم‬ ‫َ‬ ‫ف‬ ‫العالــم ي� ســعيها لتطويــر مســتقبل‬ ‫أكـرث اعتمــا ًدا عــى الطاقــة الشمســية‪.‬‬ ‫‪Qureshi, M. & Takanabe, K.‬‬ ‫‪Insights on measuring and‬‬ ‫‪reporting heterogeneous‬‬ ‫‪photocatalysis: efficiency‬‬ ‫‪definitions and setup‬‬ ‫‪examples. Chemistry of‬‬ ‫‪Materials 29, 158–167‬‬ ‫‪(2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪59 di scove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫لغة عالمية‬ ‫لمجاالت‬ ‫الطاقة‬ ‫الشمسية‬

‫من شأن اإلبالغ الموحد عن كفاءة تحويل‬ ‫الطاقة أن يساعد على تطوير الحوافز‬ ‫الضوئية إلنتاج وقود متجدد‪.‬‬

‫‪2016 K AUS T‬‬

‫اســتعرض الباحثــون بجامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫ــف التعريفــات والمصطلحــات‬ ‫مختل َ‬ ‫ِ‬ ‫ـتخدمة لقيــاس كفــاءات تحويــل‬ ‫المسـ َ‬ ‫الطاقــة بمجــاالت الطاقــة الشمســية‬ ‫وال بــاغ عنهــا‪ .‬وقــد‬ ‫المختلفــة إ‬ ‫قدمــوا توصيــات لتســهيل تقييــم‬ ‫المزايــا النســبية لالبتــكارات ف ي� هــذا‬ ‫ي ئ‬ ‫الملــى بالتحديــات‪.‬‬ ‫المجــال‬ ‫إن اســتخدام الطاقــة الشمســية‬ ‫لوفــرة عــى ا لنحــو ا أل مثــل‬ ‫ا‬ ‫ي‬ ‫ً‬ ‫ومســتداما‬ ‫بديــا‬ ‫مصــدرا‬ ‫باعتبارهــا‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ــد أ ولو يــةً رئيســةً‬ ‫للطا قــة يُ َع ُّ‬ ‫ين‬ ‫للباحثــ� ف ي� كافــة أنحــاء العالــم‪.‬‬ ‫التوجــه نحــو اســتخدام‬ ‫كمــا أن‬ ‫ُّ‬ ‫الطاقــة الشمســية عــى نحــو أكــرث‬ ‫أيضــا‬ ‫ــد ً‬ ‫كفــاءة وأوســع نطا قًــا يُ َع ُّ‬ ‫بــارزا للجامعــة لتعزيــز‬ ‫هد فًــا‬ ‫ً‬ ‫البحــث والتطويــر ف ي� المملكــة‪.‬‬ ‫يعمــل مركــز «كاوســت» للحفــز‬ ‫ئ‬ ‫الكيميــا� عــى أســاليب تطويــر‬ ‫ي‬ ‫العوامــل المحفــزة ت‬ ‫الــى يمكنهــا‬ ‫ي‬ ‫تســخ� الطاقــة الشمســية لتشــغيل‬ ‫ي‬ ‫طاقــة كيميائيــة تعمــل بدورهــا‬ ‫‪ 58‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫عــى تخليــق أنــواع بديلــة مــن‬ ‫الوقــود‪ ،‬عــى ســبيل المثــال‪ ،‬عــن‬ ‫طريــق شــطر الميــاه إىل غــازات‬ ‫الهيدروجــ� أ‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫كســج� ‪.‬‬ ‫وال‬ ‫تاكانــا� ‪-‬أســتاذ‬ ‫تاكاهــرو‬ ‫يقــول‬ ‫ي‬ ‫بي‬ ‫ا لعلــوم ا لكيميا ئيــة ا لمســا عد‬ ‫وعضــو المركــز‪« :-‬تتمتــع المملكــة‬ ‫العربيــة الســعودية بامتالكهــا لمــوارد‬ ‫الطاقــة الحاليــة والمســتقبلية عــى‬ ‫حــد ســواء‪ ،‬وذلــك ف ي� إشــارة إىل‬ ‫احتياطيــات المملكــة مــن النفــط‬ ‫ووفــرة الطاقــة الشمســية‪ .‬ويضيــف‬ ‫تاكانــا� ‪« :‬نعمــل ف ي� مركزنــا عــى‬ ‫بي‬ ‫بنــاء جــر بـ ي ن‬ ‫ـ� طــرق إنتــاج الطاقــة‬ ‫الحاليــة وتلــك المســتقبلية»‪.‬‬ ‫تاكانــا� وطالــب الدكتــوراة‬ ‫ركَّــز‬ ‫بي‬ ‫ش‬ ‫قريــ� شن�تهمــا عــى‬ ‫محمــد‬ ‫لديــه‬ ‫ي‬ ‫اســتخدام مســحوق الحفــز الضــو�ئ‬ ‫ي‬ ‫لتعجيــل التفاعــات المدفوعــة‬ ‫ــد‬ ‫بالضــوء داخــل الســوائل‪ .‬وتُ َع ُّ‬ ‫ئ‬ ‫ـو� غـ يـر المتجانس‬ ‫عمليــة الحفــز الضـ ي‬ ‫الجــراءات‬ ‫تلــك واحــد ًة مــن أهــم إ‬ ‫لتســخ� الضــوء إلنتــاج‬ ‫المســتخدمة‬ ‫ي‬ ‫الوقــود والمعالجــة البيئيــة‪.‬‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫يقود التنسيق‪-‬المدفوع بالتجميع الذاتي إلى تشكيل حلقيات ميكروية‪.‬‬

‫‪2016 KAUST / XAVIER PITA‬‬

‫يحــاول باحثــون مــن جامعــة الملــك‬ ‫عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت)‬ ‫تطبيــق فلســفة مــن أســفل إىل أعــى‪،‬‬ ‫ـخ� القــوى الطبيعيــة القائمــة‬ ‫أي تسـ ي‬ ‫ين‬ ‫بــ� الــذرات والجزيئــات بحيــث‬ ‫ن‬ ‫ذاتيــا‪.‬‬ ‫تُشــكل البــى الميكرويــة نفســها ًّ‬ ‫هــذا النهــج ‪-‬وهــو خــروج عــن‬ ‫النهــج المعتــاد مــن أعــى إىل أســفل‪-‬‬ ‫يعتمــد عــى حفــر ف� المــادة ت‬ ‫لــرك‬ ‫ي‬ ‫البنيــة المنحوتــة المطلوبــة خلفهــا‪،‬‬ ‫أ‬ ‫ولن هــذا النهــج يمكــن أن يكــون‬ ‫صعبــا‪ ،‬ومكلفًــا ويســتغرق وق ًتــا‬ ‫ً‬ ‫طويــا‪ ،‬ح ّفــز ذلــك باحـث ي «كاوســت»‬ ‫إليجــاد نهــج جديــد‪.‬‬

‫وعرضــت أ‬ ‫الســتاذ المشــارك ف ي�‬ ‫العلــوم الكيميائيــة‪ ،‬ي ن‬ ‫نيفــ� خشــاب‪،‬‬ ‫ت‬ ‫باالشــراك مــع زمــاء مــن‬ ‫وفريقهــا‬ ‫ز‬ ‫الداخــ�‬ ‫والتميــ�‬ ‫مختــر التصويــر‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫ي‬ ‫ومعهــد ماكــس بالنــك للغرويــات‬ ‫والواجهــات ف ي� ألمانيــا‪ ،‬هــذا النهــج‬ ‫مــن أســفل إىل أعــى ف ي� التجميــع‬ ‫ت‬ ‫ـذا� لحلقيــات ميكرويــة (بُـ نـى عــى‬ ‫الـ ي‬ ‫شــكل كعكــة الدونــات)‪ ،‬مصنوعــة من‬ ‫وغــر عضويــة عــى‬ ‫مــواد عضويــة ي‬ ‫حــد ســواء‪.‬‬ ‫هنــاك قــوى عــدة يمكنهــا أن‬ ‫معــا‪.‬‬ ‫تجمــع الــذرات والجزيئــات ً‬ ‫وهــي تشــمل التوتــر الســطحي‪،‬‬

‫ن‬ ‫الكهروســكو� ‪،‬‬ ‫والتجــاذب والتنافــر‬ ‫ي‬ ‫أساســيةً‬ ‫وقــو ًة ضعيفــةً‬ ‫عــرف‬ ‫ت‬ ‫ُ‬ ‫َ‬ ‫باســم تفاعــات فــان ديــر فالــز‪.‬‬ ‫ت‬ ‫الــى أنشــأها فريــق‬ ‫أمــا الحلقيــات ي‬ ‫خشــاب فقــد تشــكلت مــن خــال‬ ‫ن‬ ‫المعــد�‪ ،‬إذ جــرى الجمــع‬ ‫التنســيق‬ ‫ي‬ ‫ين‬ ‫بــ� ذرة كلوريــد صوديــوم فلــزي‪،‬‬ ‫ين‬ ‫لجهتــ� (المــاء‬ ‫وجــزيء محــب‬ ‫والدهــون عــى حــد ســواء) يســمى‬ ‫ين‬ ‫صابونــ�‪ ،‬وبوليمــر آخــر معــروف‬ ‫باســم الشــيتوزان‪ ،‬ومــن ثــم تش ـكّلت‬ ‫روابــط كيميائيــة ضعيفــة‪.‬‬ ‫وتعلــل خشــاب ذلــك بأنــه «نتيجــةً‬ ‫لمــا يُعــرف باســم التنســيق المدفــوع‬

‫الــذا�‪ ،‬تتفاعــل أ‬ ‫ت‬ ‫بالتجميــع‬ ‫اليونــات‬ ‫ي‬ ‫المعدنيــة مــع المحفــزات الكيميائيــة‬ ‫المختلفــة‪ ،‬ممــا يــؤدي إىل تشــكيل‬ ‫شــكليا»‪.‬‬ ‫أطــر جديــدة‬ ‫ًّ‬ ‫ف ي� ا لبدا يــة وخــال د قا ئــق‬ ‫معــدودة‪ ،‬تدفــع روابــط التنســيق‬ ‫بــ� ذرات الحديــد أ‬ ‫ين‬ ‫ين‬ ‫كســج�‬ ‫وال‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫والهيدروجــ� ي� الجزيئــات التجميــع‬ ‫ي‬ ‫ت‬ ‫ـذا� للبـ نـى النانويــة نجميــة الشــكل‪.‬‬ ‫الـ ي‬ ‫ثــم تقــود التفاعــات الكهروســكونية‬ ‫والمائيــة إىل تشــكيل الحلقيــات‪.‬‬ ‫ت‬ ‫وتــرا وح أ قطــا ر ا لحلقيــا ت‬ ‫ا لمتكونــة ي ن‬ ‫بــ� ‪ 3 . 9‬إ ىل ‪4 . 8‬‬ ‫ت‬ ‫ميكرومــرات‪ ،‬ويمكنهــا االحتفــاظ‬ ‫بشــكلها لمــدة شــهر مــن التصنيــع‪.‬‬ ‫أمــا تفكيــك البـ نـى الميكرويــة فيحتــاج‬ ‫إىل خمــس ســاعات مــن تحريــك‬ ‫نيكيــا‪.‬‬ ‫ا لمحلــول ميكا ًّ‬ ‫هنــاك العديــد مــن الهيــاكل‬ ‫ت‬ ‫ـى تحــدث بشــكل طبيعــي‬ ‫الحيويــة الـ ي‬ ‫وتأخــذ شــكل الحلقيــات‪ ،‬عــى ســبيل‬ ‫ال�وتينــات‪ ،‬والحمــض‬ ‫المثــال‪ :‬ب‬ ‫الف�وســات‪،‬‬ ‫النــووي لبعــض أنــواع ي‬ ‫ت‬ ‫ذاتيــا‬ ‫الــى تتجمــع‬ ‫والبكت� يــا‬ ‫ي‬ ‫ًّ‬ ‫ي‬ ‫بالطريقــة نفســها‪ .‬ومــن المعــروف‬ ‫مهمــا‬ ‫دورا ًّ‬ ‫أن العديــد منهــا يــؤدي ً‬ ‫ف� تشــكيل المســام ف� أ‬ ‫ال غشــية‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫الحيويــة‪.‬‬ ‫يمكــن أن يســاعد هــذا البحــث ف ي�‬ ‫تشــكيل فهــم أفضــل لكيفيــة نشــوء‬ ‫وتوف�‬ ‫هــذه البـ نـى الحيويــة المعقــدة ي‬ ‫وســيلة لمحاكاتهاعــى المســتوى‬ ‫الجزي ـئ ي ‪ .‬كمــا تقــول خشــاب‪« :‬نأمــل‬ ‫ً‬ ‫مســتقبل بإعــداد جيــل جديــد مــن‬ ‫هــذه الهيــاكل الهجينــة بحجــم فجــوة‬ ‫حساســة حراريًّــا»‪ .‬ويمكــن اســتخدام‬ ‫هــذه الهيــاكل الحلقيــة كجيــوب‬ ‫يز‬ ‫للتحفــ� النشــط والفصــل»‪.‬‬ ‫‪Al-Rehili, S., Fhayli, K.,‬‬ ‫‪Hammami, M. A. Moosa,‬‬ ‫‪B., ... & Khashab, N. M.‬‬ ‫‪Anisotropic self-assembly‬‬ ‫‪of organic-inorganic hybrid‬‬ ‫‪microtoroids. Journal of the‬‬ ‫‪American Chemical Society‬‬ ‫‪(2016).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪61 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫صالحية نموذج‬ ‫أندرسون للمواد‬ ‫ثنائية األبعاد‬ ‫نمــوذج بســيط ُيظهــر دقــة فــي التنبــؤ‬ ‫بالخصائــص اإللكترونيــة لمزيــج مــن‬ ‫أشــباه الموصــات ثنائيــة األبعــاد‪.‬‬

‫ألشــباه الموصــات خاصيــة ي ز‬ ‫ممــ�ة تســمى بفجــوة‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونــات‬ ‫النطــاق‪ ،‬وهــي الحاجــز الــذي يمنــع إ‬ ‫داخــل نطــاق طاقــة محــدد مــن التدفــق مــن خــال‬ ‫ال�وفيســور النــس يل ‪ -‬وهــو‬ ‫المــادة‪ .‬وقــد تعــاون ب‬ ‫أســتاذ ف ي� مــن جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم‬ ‫والتقنيــة (كاوســت) ‪ -‬وفريقــه مــع زمــاء مــن تايــوان‪،‬‬ ‫ين‬ ‫نموذجــا بســيطًا لتحديد محــاذاة النطاق‬ ‫ـتخدم�‬ ‫مسـ‬ ‫ً‬ ‫ف ي� فئــة جديــدة مثـ يـرة مــن أشــباه الموصــات ثنائيــة‬ ‫أ‬ ‫بال ي ز‬ ‫نجل�ية‬ ‫ـارا إ‬ ‫البعــاد تســمى دايكالكوجينــات (اختصـ ً‬ ‫‪ )TMD‬المعــادن االنتقاليــة ثنائيــة أ‬ ‫البعــاد‪.‬‬ ‫يم ّكــن المفهــوم البســيط لفجــوة نطــاق مــادة شــبه‬ ‫موصلــة‪ ،‬مثــل الســيليكون‪ ،‬مــن تنفيــذ العمليــات‬ ‫المطلوبــة منهــا ف� أ‬ ‫الجهــزة إال ت‬ ‫لك�ونيــة‪ .‬لذلــك عنــد‬ ‫ي‬ ‫بــ� ي ن‬ ‫الجمــع ي ن‬ ‫اثنــ� أو أكــرث مــن أشــباه الموصــات‪،‬‬ ‫نحصــل عــى مجموعــة واســعة مــن الوظائــف‪ ،‬معززين‬ ‫ـرف هذه‬ ‫بذلــك أداء الجهــاز وكفاءتــه‪ .‬لفهــم أكيفيــة تـ ُّ‬ ‫أ‬ ‫الجهــزة متغايــرة ت‬ ‫الهميــة بمــكان أن‬ ‫ال�كيــب‪ ،‬فمــن‬ ‫ين‬ ‫المادتــ�‪.‬‬ ‫نعــرف كيــف تتســق نطاقــات طاقــة كلتــا‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ــ)� إم دي) رقيقتان‬ ‫فبالرغــم من أن الجرافـ يـ� والـ ي‬ ‫بدقــة ذراتهمــا‪ ،‬إال أن عــدم وجــود فجــوة نطــاق �ف‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ال ت‬ ‫الجر ي ن‬ ‫لك�ونيــات‪ ،‬ف ي�‬ ‫افــ� يحــد مــن تطبيقاتــه ي� إ‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ــ)� إم دي) يتيــح‬ ‫حـ يـ� أن وجــود فجــوة نطــاق ي� الـ ي‬ ‫ف‬ ‫لــه أن يتكــدس ي� تركيبــات متغايــرة‪ .‬ومــع ذلــك‪ ،‬فمن‬ ‫تجريبيــا تحديــد محــاذاة النطاقــات ي ن‬ ‫بــ�‬ ‫الصعــب‬ ‫ًّ‬

‫حاليــا أن المفهــوم‬ ‫هــذه الطبقــات‪ .‬وقــد أثبــت يل ًّ‬ ‫المعــروف باســم نمــوذج أندرســون ‪-‬ووهــو طريقــة‬ ‫حاســوبيا لتحديــد محــاذاة‬ ‫وغــر مكلفــة‬ ‫بســيطة ي‬ ‫ًّ‬ ‫النطاقــات‪ -‬تنطبــق عــى هــذا النظــام‪.‬‬ ‫ويفـ تـرض نمــوذج أندرســون أنــه عنــد وضــع مادتـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫معــا‪ ،‬فإنهمــا تشـ تـركان ف ي� صفــر‬ ‫مــن أشــباه الموصــات ً‬ ‫ت‬ ‫مشــرك ف ي� بنيــة نطــاق طاقتيهمــا المعروفــة باســم‬ ‫مســتوى الفــراغ‪ .‬ويمكــن بعــد ذلــك تحديــد محــاذاة‬ ‫فجــوة النطــاق ش‬ ‫مبــا�ة مــن القيــم المحســوبة مــن‬ ‫آ‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ـو� النطاقـ ي ن‬ ‫ـ� وفروقاتهمــا‪ .‬حــى الن‪ ،‬لــم يكــن من‬ ‫فجـ ي‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫صحيحــا ي� موصالت‬ ‫الواضــح مــا إذا كان هذا االفــراض‬ ‫ً‬ ‫ت ي(� إم دي) ذريــة الطبقــة‪.‬‬ ‫تحقــق يل وفريقــه مــن ذلــك عــن طريــق قيــاس‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ـا� بك�يتيد‬ ‫طاقة فجــوة لثالثــة موصــات ي)� إم دي)‪ :‬ثـ ي‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫وثا� ســيلينيد‬ ‫وثا� بك�يتيد التنجســ�‪ ،‬ي‬ ‫الموليبدينــوم‪ ،‬ي‬ ‫التنجسـ ت ن‬ ‫ـ�‪ ،‬وذلــك باســتخدام طريقــة تســمى أطيــاف‬ ‫أ‬ ‫إال ت‬ ‫لك�ونــات الضوئيــة للشــعة فــوق البنفســجية‪ .‬ثــم‬ ‫طبقــوا نمــوذج أندرســون للتنبــؤ بمحــاذاة النطاقــات‪.‬‬ ‫وقارنــوا بعدهــا هــذه القيــم المحســوبة مــع القياســات‬ ‫ـا�ة مــن أطيــاف إال ت‬ ‫التجريبيــة المبـ ش‬ ‫لك�ونــات الضوئيــة‬ ‫أ‬ ‫ن‬ ‫للشــعة الســينية مــن تركيبـ يـ� متغايريــن‪.‬‬ ‫ت‬ ‫أثبــت االتفــاق ي ن‬ ‫الــى جــرى الحصــول‬ ‫بــ� القيــم ي‬ ‫عليهــا مــن الطريقتـ ي ن‬ ‫ـ� أن نمــوذج أندرســون صحيــح‪.‬‬ ‫ف‬ ‫ويعيــد الفريــق الفضــل ي� ذلــك إىل أســطح فــان‬ ‫ت‬ ‫الــى تضمــن عــدم وجــود روابــط ذريــة‬ ‫ديــر فالــز‪ ،‬ي‬ ‫ت‬ ‫ـى مــن شــأنها أن تمنــع مســتويات الف ـراغ‬ ‫فمتدليــة‪ ،‬والـ ي‬ ‫ين‬ ‫المادتــ� مــن المواءمــة‪.‬‬ ‫ي�‬ ‫ويقــول يل‪« :‬إن خطوتنــا القادمــة هــي بنــاء‬ ‫وصــات متغايــرة بنــاء عــى المعرفــة المكتســبة مــن‬ ‫هــذه النظريــة»‪ .‬وأضــاف‪« :‬ســنبحث ف ي� العديــد‬ ‫مــن التطبيقــات المختلفــة‪ ،‬مثــل الخاليــا الشمســية‬ ‫والثنائيــات الباعثــة للضــوء»‪.‬‬ ‫‪Chiu, M.-H., Tseng, W.-H., Tang, H.-L., ... & Li,‬‬ ‫‪L-J. Band alignment of 2D transition metal‬‬ ‫‪dichalcogenide heterojunctions. Advanced‬‬ ‫‪Functional Materials 27, 1603756 (2017).‬‬

‫مستوى الفراغ‬

‫‪VACUUM‬‬ ‫‪CBO‬‬

‫‪ 60‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫يمكن لمواد هجينة‬ ‫عضوية‪ -‬غير عضوية‪،‬‬ ‫ذاتيا في ُبنى‬ ‫التجمع ًّ‬ ‫ّ‬ ‫صغيرة تشبه كعكة‬ ‫الدونات‪.‬‬

‫‪WSe2‬‬ ‫‪Mo‬‬ ‫‪W‬‬

‫‪S‬‬ ‫‪Se‬‬

‫تمتــاز ا لب ن‬ ‫هند ســة عــى‬ ‫ــى ا ُلم َ‬ ‫ُ‬ ‫المقاييــس النانويــة والميكرويــة‬ ‫بمجموعــة واســعة مــن التطبيقــات‬ ‫ف‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونيــات‪ ،‬وأجهــزة‬ ‫ي� مجــال إ‬ ‫االستشــعار والتطبيقــات الطبيــة‬ ‫الحيويــة‪ .‬ولصعوبــة تصنيعهــا‪،‬‬

‫‪2016 KAUST / MING-HUI CHIU‬‬

‫‪CBM‬‬ ‫‪MoS2‬‬

‫قوة الجذب‬

‫قسم العلوم‬ ‫الفيزيائية والهندسة‬

‫ين‬ ‫الهيدروجــ� ف ي� الميثــان‪.‬‬ ‫ذرات‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫يقــول الي‪« :‬ظلــت المــواد الممــ�ة مــد ًة طويلــة‬ ‫مقتــر ًة عىل المــواد غـ يـر العضويــة»‪ ،‬غـ يـر أن النتائج‬ ‫ت‬ ‫بالضافــة إىل‬ ‫ـى توصــل إليهــا فريقــه أظهــرت أنــه إ‬ ‫الـ ي‬ ‫التلــوث‪ ،‬تتفــوق‬ ‫اســتقرارها وقدرتهــا عــى تجــاوز‬ ‫ُّ‬ ‫تز‬ ‫غــر‬ ‫البوليمــرات العضويــة عــى المــواد‬ ‫الممــ�ة ي‬ ‫العضويــة التقليديــة‪« .‬لذلــك‪ ،‬فقــد حــان الوقــت‬

‫للنظــر ف ي� المــواد العضويــة والهجينــة للجيــل القــادم‬ ‫مــن المــواد ت ز‬ ‫المم�ة»‪،‬وفقًــا لقــول الي‪.‬‬ ‫ً‬ ‫قائــا ‪« :‬يمكــن أن تُســتخدم‬ ‫ويســتطرد الي‬ ‫تز‬ ‫ش‬ ‫مبــا�ة ف ي� تقنيــات فصــل الغــاز‬ ‫الممــ�ة‬ ‫موادنــا‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ـى تســمى االمــ�از بالضغــط المتأرجــح‬ ‫الرئيســة‪ ،‬الـ ي‬ ‫(‪ .»)pressure swing adsorbant‬لذلــك يبــذل‬ ‫حاليــا جهدهــم ف ي� إيجــاد طــرق لزيــادة‬ ‫الباحثــون ًّ‬

‫قــدرة ت ز‬ ‫امــ�از موادهــم‪.‬‬ ‫‪Wang, X., Liu, Y., Ma, X., Das, S. K., Ostwal,‬‬ ‫‪M., ... & Lai, Z. Soluble polymers with‬‬ ‫‪intrinsic porosity for flue gas purification‬‬ ‫‪and natural gas upgrading. Advanced‬‬ ‫‪Materials 29, 1605826 (2017).‬‬

‫إعادة بناء أنماط مناخ البحر األحمر‬

‫نموذج رقمي متقدم يساعد الباحثين في فهم ُّ‬ ‫تقلب األنماط المناخية بالبحر األحمر‬

‫‪© 2016 JOHN WILEY AND SONS, REPRODUCED WITH PERMISSION FROM REF 1‬‬

‫قــام فريــق مــن الباحثـ ي ن‬ ‫ـ� ف ي� جامعــة‬ ‫الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫(كاوســت) بإعــادة بنــاء بيانــات المنــاخ‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫ـى تغطــي الفـ تـرة‬ ‫ي� البحــر الحمــر‪ ،‬الـ ي‬ ‫مــن عــام ‪ 2000‬إىل عــام ‪2014‬‬ ‫بدقــة عاليــة‪ ،‬وعــى ت‬ ‫فــرات زمنيــة‬ ‫ومســاحات أصغــر مــن أي وقــت‬ ‫نظامــا‬ ‫مـىض ‪ .‬وقــد اســتخدم الفريــق ً‬ ‫متقدمــا إلنشــاء نمــاذج المناخ‪،‬‬ ‫رقميــا‬ ‫ً‬ ‫ًّ‬ ‫يتضمــن كل بيانــات المنــاخ مــن جميع‬ ‫أنحــاء المنطقــة‪.‬‬ ‫ا لنظــا م ا لمســتخد م ا ســمه‬ ‫«نســخة أ‬ ‫البحــاث المتقدمــة ألبحــاث‬ ‫وتوقعــات المنــاخ» ‪ ،WRF-ARW‬وقــد‬ ‫طورتــه «المراكــز الوطنيــة أ‬ ‫المريكيــة‬ ‫للتنبــؤات البيئيــة» بهــدف إعــادة بنــاء‬ ‫بيانــات الطقــس والتنبــؤ بهــا وفقًــا‬ ‫للمعطيــات مــن الظــروف وأحــوال‬ ‫المنــاخ الحاليــة‪.‬‬ ‫كان الدكتــور إبراهيــم حطيــط‬ ‫أ‬ ‫الســتاذ المشــارك ف ي� هندســة وعلــوم‬‫أ‬ ‫ف‬ ‫الرض ي� «كاوســت» ‪ -‬وزمــاؤه قــد‬ ‫اســتخدموا أجهــزة الحوســبة المتقدمة‬ ‫ف ي� ا لجامعــة لتعديــل ا لنظــام‬ ‫وتخصيصــه‪ ،‬وإنشــاء نمــاذج عاليــة‬ ‫القليميــة‬ ‫الدقــة للبيانــات المناخيــة إ‬ ‫تغطــي نطاقــات زمنيــة ومناطــق‬ ‫نســبيا ف ي� منطقــة‬ ‫جغرافيــة أصغــر‬ ‫ًّ‬ ‫البحــر أ‬ ‫الحمــر‪ .‬ولتحقيــق ذلــك‪ ،‬دمــج‬ ‫الباحثــون نمــاذج البيانــات المناخيــة‬ ‫العالميــة منخفضــة الدقــة ت‬ ‫الــى‬ ‫ي‬ ‫تغطــي مســاحات جغرافيــة ونطاقــات‬

‫الفريقــي مــن البحــر أ‬ ‫الجانــب أ‬ ‫الحمر‪.‬‬ ‫أيضــا‬ ‫أظهــر النمــوذج بوضــوح ً‬ ‫كيــف تتشــكَّل منطقــة االلتقــاء‬ ‫واالندمــاج المناخــي ف� البحــر أ‬ ‫الحمــر‬ ‫ي‬ ‫ومــدة هــذا التش ـكُّل والظــروف الــىت‬ ‫ي‬ ‫تعــزز تكوينهــا‪ .‬وأوضــح هــاري‬ ‫ِّ‬ ‫داســاري ‪-‬عالــم أ‬ ‫البحــاث ف ي� الجامعة‬ ‫ِ‬ ‫الرئيــ� ف ي� الدراســة‪ -‬أن‬ ‫والباحــث‬ ‫ي‬ ‫نظــم الريــاح المداريــة االســتوائية‬ ‫وخــارج االســتوائية ف ي� هــذه المنطقــة‬ ‫ف� منتصــف البحــر أ‬ ‫الحمــر تلتقــي ف ي�‬ ‫ي‬ ‫تلبــد الســماء‬ ‫إىل‬ ‫ـؤدي‬ ‫ـ‬ ‫ي‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫مم‬ ‫ـتاء‪،‬‬ ‫ـ‬ ‫الش‬ ‫ُّ‬ ‫بالغيــوم وســقوط أ‬ ‫المطــار ف ي� منطقــة‬ ‫تكــون –عــادةً‪ ،‬وإىل حـ ٍّـد كبـ يـر‪ -‬خاليــة‬ ‫مــن الســحب والمطــر‪.‬‬ ‫ويقــول الباحثــون إن الدراســة‬ ‫تســلِّط ا لضــوء عــى فا ئــد ة‬ ‫اســتخدام نظــام «نســخة أ‬ ‫البحــاث‬ ‫ا لمتقد مــة أل بحــا ث وتو قعــا ت‬ ‫المنــاخ» ‪ WRF-ARW‬ف ي� إنتــاج بيانات‬

‫نســبيا مــع بيانــات‬ ‫زمنيــة واســعة‬ ‫ًّ‬ ‫أ‬ ‫رصــد المنطقــة المســجلة بالقمــار‬ ‫الجهزة عــى أ‬ ‫الصناعيــة أو مــن أ‬ ‫الرض‪.‬‬ ‫ً‬ ‫قائــا ‪:‬‬ ‫ورصح الدكتــور حطيــط‬ ‫« نجحــت ا لد را ســة ف ي� إ نشــاء‬ ‫مجموعــات بيانــات عاليــة الدقــة‬ ‫و�وريــة للغايــة حــول أ‬ ‫ض‬ ‫المــواج‬ ‫أ‬ ‫ف‬ ‫والطقــس ي� البحــر الحمــر والمناطــق‬ ‫المجــاورة والتحقُّــق مــن صحتهــا‪.‬‬ ‫وتصــف مجموعــات البيانــات فائقــة‬ ‫القليميــة‬ ‫الدقــة الســمات المناخيــة إ‬ ‫لهــذه المنطقــة بدقــة أعــى مــن‬ ‫النظــم العالميــة المتاحــة»‪.‬‬ ‫كشــف النمــوذج رصــد أعــى درجــة‬ ‫حــرارة ف ي� شــهور الصيــف ف ي� شــمال‬ ‫الســودان ووســط شــبه الجزيــرة‬ ‫العربيــة‪ ،‬كمــا رصــد أعــى درجــة‬ ‫حــرارة خــال الشــتاء ف ي� منطقــة‬ ‫واد عرضــه ‪110‬‬ ‫«تــوكار»‪ ،‬وهــو ٍ‬ ‫ت‬ ‫تقريبــا ف ي� منتصــف‬ ‫كيلومــرات‪ ،‬يقــع ً‬ ‫‪m/s‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1.5‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪D‬‬

‫‪B‬‬

‫‪C‬‬

‫‪A‬‬

‫‪30N‬‬

‫عاليــة الدقــة حــول منطقــة البحــر‬ ‫أ‬ ‫ســهم ف ي� تعزيــز فهــم‬ ‫الحمــر تُ ِ‬ ‫أ‬ ‫دوران البحــر الحمــر والعمليــات‬ ‫ت‬ ‫الــى تحــدث عــى ســطح المحيــط‬ ‫ي‬ ‫والتنــو ع الحيــوي البحــري‪.‬‬ ‫ُّ‬ ‫ف‬ ‫ـال‬ ‫ويعمــل الفريــق ي� الوقـ فـت الحـ ي‬ ‫عــى تقليــل مواطــن الشــك ي� تنبــؤات‬ ‫النمــوذج‪ ،‬وتحسـ ي ن‬ ‫ـ� جــودة مجموعــات‬ ‫أيضــا‬ ‫البيانــات الناتجــة‪ .‬كمــا يطــورون ً‬ ‫مجموعــات بيانــات جديــدة عاليــة‬ ‫ال�ق أ‬ ‫الدقــة تغطــي منطقــة ش‬ ‫الوســط‬ ‫بالكامــل خــال فـ تـرات زمنيــة طويلــة‪.‬‬ ‫وإضافــةً إىل ذلــك‪ ،‬يســتخدم‬ ‫الباحثــون النمــوذج لدراســة بعــض‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫الــى ض�بــت‬ ‫الحــداث المتطرفــة ي‬ ‫المملكــة العربيــة الســعودية مؤخـ ًـرا‪،‬‬ ‫نوفمــر ‪2009‬‬ ‫مثــل ســيول جــدة ف ي�‬ ‫ب‬ ‫وينايــر ‪ 2011‬وعاصفــة مكــة �ف‬ ‫ي‬ ‫ـبتم� ‪ 2015‬بهــدف تقييــم إمكانيــة‬ ‫سـ ب‬ ‫التنبــؤ بهــا مســبقًا‪ .‬ويخطــط الفريــق‬ ‫كذلــك لبنــاء نظــام تنبــؤ موســمي‬ ‫لــدوران الغــاف الجــوي فــوق شــبه‬ ‫الجزيــرة العربيــة‪.‬‬

‫‪27N‬‬ ‫‪24N‬‬ ‫‪21N‬‬

‫‪H. P., Langodan, S., Challa,‬‬

‫‪18N‬‬

‫‪V. S. & Hoteit, I. Climatic‬‬

‫‪15N‬‬

‫‪features of the Red Sea‬‬

‫‪12N‬‬ ‫‪33E 36E 39E 42E 45E‬‬ ‫‪10‬‬

‫‪33E 36E 39E 42E 45E‬‬

‫‪WINTER‬‬ ‫الشتاء‬

‫‪33E 36E 39E 42E 45E‬‬

‫‪33E 36E 39E 42E 45E‬‬

‫‪SUMMER‬‬ ‫الصيف‬

‫ركز تحليل الباحثين على منطقة مستطيلة الشكل حول البحر األحمر‪.‬‬

‫‪Viswanadhapalli, Y., Dasari,‬‬

‫‪9N‬‬

‫‪from a regional assimilative‬‬ ‫‪model. International Journal‬‬ ‫–‪of Climatology 37, 2563‬‬ ‫‪2581 (2017).‬‬

‫اكتشافات كاوست ‪63 discove r y.ka ust.e du . s a‬‬

‫‪P S E‬‬

‫نموذجا من المادة المسامية التي ابتكراها‪،‬‬ ‫يقف كل من زيبينج الي (أستاذ مشارك) في اليسار وإنجو بيناو (أستاذ) أمام زمالئهما وهما يحمالن‬ ‫ً‬ ‫والتي تتميز بشراهة قوية لثاني أكسيد الكربون‪.‬‬

‫مصائد بوليميرية قابلة إلعادة التكوين‬

‫تحتفظ المواد المستقرة والقابلة إلعادة التدوير التي تُ صنَّ ع باستخدام بوليمرات ذات مسامات ذاتية‪ ،‬بثاني‬ ‫أكسيد الكربون ‪ CO2‬بشكل انتقائي من انبعاثات العادم والغاز الطبيعي‪.‬‬

‫‪ 62‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫‪2017 KAUST / ANASTASIA KHRENOVA‬‬

‫عملــت جامعــة الملــك عبــد هللا للعلــوم والتقنيــة‬ ‫ـ�ة (‪)adsorbants‬‬ ‫(كاوســت) عــى تطويــر مــواد ممـ ت ز َّ‬ ‫ن‬ ‫نحــو‬ ‫تعمــل عــى عــزل ي‬ ‫ثــا� أكســيد الكربــون عــى ٍ‬ ‫أ‬ ‫فعــال مــن الغــازات الخــرى مثــل ت‬ ‫الني�وجـ ي ن‬ ‫ـ� (‪)N2‬‬ ‫ّ‬ ‫والميثــان (‪ ،)CH4‬وذلــك باســتخدام بوليم ـرات ذات‬ ‫مســامية مدمجــة‪ .‬مــن شــأن هــذه المــواد القائمــة‬ ‫عــى البوليمــر أن تســاعد ف ي� التحكــم ف ي� مســتويات‬ ‫ن‬ ‫ثــا� أكســيد الكربــون المنبعثــة ف ي� الغــاف الجــوي‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫والموجــودة ي� الغــاز الطبيعــي‪ .‬وخالفًــا لنظائرهــا‬ ‫ـاما ميكرويــة‬ ‫النموذجيــة‪ ،‬تو ِّلــد هــذه البوليمـرات مسـ ً‬ ‫بحكــم بنيتهــا الصلبــة ُس ـل َِّم َّية التسلســل‪ ،‬مــا يَعــوق‬ ‫التعبئــة الكثيفــة‪.‬‬ ‫ف‬ ‫ـا� النفــط‬ ‫تعتمــد المرافــق الصناعيــة‪ ،‬مثــل مصـ ي‬ ‫ومحطــات معالجــة الغــاز الطبيعــي‪ ،‬عــاد ًة عــى‬ ‫التنقيــة أ‬ ‫ن‬ ‫بال ي ن‬ ‫ثــا�‬ ‫مــ� (‪ )Amine scrubbing‬إلزالــة ي‬ ‫ف‬ ‫أكســيد الكربــون ‪ ،‬إذ يمــر ي� هــذه العمليــة غــاز‬ ‫ن‬ ‫ض‬ ‫ن‬ ‫بثــا� أكســيد الكربــون مــن خــال‬ ‫حمــ ي غــ ي‬ ‫مــا� مــن ي أ‬ ‫محلــول ئ‬ ‫المينــات عاليــة التفاعــل الــىت‬ ‫ي‬ ‫ي‬

‫الملوثــات وتحتفــظ بهــا ف ي� المحلــول‪ .‬ومــع‬ ‫تحــول ِّ‬ ‫ّ‬ ‫ذلــك‪ ،‬فــإن هــذه المعالجــة الغازيــة المســببة للتآكل‬ ‫تتطلــب الكثـ يـر مــن الطاقــة ورأس المــال‪ ،‬ممــا يحــد‬ ‫مــن اســتخدامها عــى نطــاق واســع‪.‬‬ ‫وقــد ظهــرت مــواد ت ز‬ ‫ممــ�ة تتكــون مــن مــواد‬ ‫أ‬ ‫مســامية ذات بُـ نـى منتظمــة‪ ،‬مثــل الزيوليــت‪ ،‬والطــر‬ ‫المعدنيــة العضويــة‪ ،‬والســيليكا متوســطة المســامية‪،‬‬ ‫كبدائــل جذابــة عوضــا عــن التنقيــة أ‬ ‫بالمـ ي ن‬ ‫ـ�‪ ،‬وذلــك‬ ‫ً‬ ‫بســبب مســاحة ســطحها الكبـ يـرة وانتقائيتهــا الجيــدة‪.‬‬ ‫وتنســد مــن تراكــم‬ ‫إال أن مســامها تتلــف بســهولة‬ ‫ُّ‬ ‫الهيدروكربونــات الثقيلــة مــن غــاز المداخــن والغــاز‬ ‫الطبيعــي‪ ،‬الــذي يسـ ن ز‬ ‫ـت�ف قدرتهــا عــى االمتصــاص‪.‬‬ ‫عندمــا تتلــوث هــذه الهيــاكل منخفضــة االســتقرار أو‬ ‫تنكــر فمــن الصعــب اســتعادتها‪.‬‬ ‫أنشــأ زيبينــج الي ‪-‬وهــو أ‬ ‫الســتاذ المشــارك ف ي�‬ ‫أ‬ ‫«كاوســت» ‪ -‬وزمــاؤه مــن مركــز الغشــية المتقدمــة‬ ‫والمــواد المســامية ف� الجامعــة‪ ،‬مــاد ًة ممـ ت ز‬ ‫ـ� ًة قائمــةً‬ ‫ي‬ ‫عــى البوليمــر وقابلــة لعــادة التدويــر ومســتقرة �ف‬ ‫إ‬ ‫ي‬

‫ظــروف التشــغيل العاديــة‪ .‬يقــول عنهــا الي‪« :‬إذا‬ ‫تدهــورت أو تلوثــت‪ ،‬فــإن هــذا الهيــكل يمكــن‬ ‫تفكيكــه بســهولة لتحريــر عوامــل التلــوث‪ ،‬ومــن ثــم‬ ‫تُجــدد ف ي� وقــت الحــق مــن خــال عمليــة بســيطة‬ ‫تســمى صــب المحلــول»‪.‬‬ ‫وقــد أنتــج الباحثــون مادتهــم الممـ ت ز‬ ‫ـ�ة عــن طريــق‬ ‫ذاتيــا باســتخدام مجموعــة‬ ‫تعديــل بوليمــر مســامي ًّ‬ ‫اختصــارا‬ ‫وظيفيــة تشــبه الحمــض النــووي‪ ،‬تســمى‬ ‫ً‬ ‫نجل�يــة «‪ .»DAT‬أظهــرت تلــك الممـ ت ز‬ ‫بال ي ز‬ ‫ـ�ات ش�اهــةً‬ ‫إ‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫ـا� أكســيد الكربــون و�اهةً أكـ بـر مــع الميثان‬ ‫ـ‬ ‫لث‬ ‫ـة‬ ‫ـ‬ ‫قوي‬ ‫ي‬ ‫عــن ت‬ ‫الني�وجـ ي ن‬ ‫ـ� بالمقارنــة مــع أســافها‪.‬‬ ‫أدوارا‬ ‫وفقًــا لــكالم الي‪ ،‬تــؤدي مجموعــة «دات» ً‬ ‫متعــددة هنا‪ .‬فهــي تشـكّل شــبكة روابــط هيدروجينية‬ ‫ت‬ ‫ـى تعــوق المســام الكبـ يـرة‬ ‫مــن سالســل البوليمــر الـ ي‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫وجــ�‪.‬ن‬ ‫الــى بحجــم الني� ي‬ ‫وتعــوق نقــل الجزيئــات ي‬ ‫ت‬ ‫العديــد مــن ذرات ت‬ ‫ن‬ ‫الــى تشــبه قاعــدة‬ ‫وجــ�‬ ‫الني� ي‬ ‫ـا� أكســيد يالكربــون‪� ،‬ف‬ ‫ن‬ ‫ح�ن‬ ‫لويــس تعـ ِّزز ش‬ ‫ي ي‬ ‫ال�اهــة لثـ ي‬ ‫أن مكوناتــه العطريــة تقــدم تفاعــات جذابــة مــع‬

‫"أﻋﻤﻞ ﻓﻲ ﺑﻴﺌﺔ أﺣﺼﻞ ﻣﻦ ﺧﻼﻟﻬﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﺪﻋﻢ واﻟﺤﺮﻳﺔ اﻟﻤﺮﺗﺒﻄﺔ‬ ‫ﺑﻬﺎ اﻟﻤﻄﻠﻮﺑﺔ ﻟﻠﺘﺮﻛﻴﺰ ﻋﻠﻰ اﻷﻓﻜﺎر اﻟﻜﺒﻴﺮة‪ .‬وﻗﺪ ﺳﺎﻋﺪ ﻫﺬا‬ ‫اﻻﺳﺘﻘﻼل اﻟﻌﻠﻤﻲ ﻋﻠﻰ ﻛﺴﺐ اﻟﺰﺧﻢ ﻷﺑﺤﺎﺛﻲ‪ ،‬وﺗﺒﻨﱢ ﻲ وﺟﻬﺎت‬ ‫ﻧﻈﺮ ﺟﺪﻳﺪة ﻓﻲ أﺑﺤﺎﺛﻲ اﻷﺳﺎﺳﻴﺔ"‪.‬‬

‫أﺳﺘﺎذ ﻣﺸﺎرك‪ ،‬ﻳﻨﺞ وو‬ ‫ﺣﺎﺻﻠﺔ ﻋﻠﻰ ﺟﺎﺋﺰة ﻓﻮﻧﻮﻧﻴﻜﺲ‬ ‫ﻟﻠﺒﺎﺣﺜﻴﻦ اﻟﺸﺒﺎب ﻟﻌﺎم ‪2017‬‬ ‫اﻗﺮأ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل ﻣﻨﺸﻮرات ﺟﺎﻣﻌﺔ‬ ‫اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ‬ ‫ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ‪:‬‬ ‫‪DISCOVERY.KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﺗﻌﻤﻞ ﻳﻨﺞ ﻋﻠﻰ ﺗﻄﻮﻳﺮ ﻧﻤﺎذج ﻣﺒﺘﻜﺮة‪ ،‬وأدوات ﺣﺎﺳﻮﺑﻴﺔ‬ ‫ﻟﻮﺻﻒ اﻧﺘﺸﺎر اﻟﻤﻮﺟﺎت ﻓﻲ اﻷﻧﻈﻤﺔ اﻟﻤﻌﻘﺪة‪ .‬وﻻ ﺗﺰال‬ ‫إﺳﻬﺎﻣﺎﺗﻬﺎ ﻓﻲ ﻧﻈﺮﻳﺎت اﻟﻮﺳﻴﻂ اﻟﻔﻌﺎل‪ ،‬وﻋﻤﻠﻬﺎ اﻟﻤﻨﺸﻮر‬ ‫ﺑﺸﺄن اﻟﺒﻠﻮرات اﻟﺼﻮﺗﻴﺔ‪ ،‬واﻟﻤﻮاد اﻟﺨﺎرﻗﺔ‪ ،‬ﺗﺤﻈﻰ ﺑﺎﻫﺘﻤﺎم‬ ‫وﻋﻤﻮﻣﺎ‪ ،‬ﻓﺈن أﻋﻀﺎء ﻫﻴﺌﺔ اﻟﺘﺪرﻳﺲ اﻟﺬﻳﻦ ﻳﻨﻀﻤﻮن‬ ‫ﻋﺎﻟﻤﻲ‪.‬‬ ‫ً‬ ‫إﻟﻰ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ(‬ ‫وﻓﻘﺎ‬ ‫ً‬ ‫ﻳﺸﻬﺪون زﻳﺎدة ﻛﺒﻴﺮة ﻓﻲ ﻣﻨﺸﻮراﺗﻬﻢ اﻟﻌﻠﻤﻴﺔ‪،‬‬ ‫ﻟﺘﺼﻨﻴﻒ ﻛﻴﻮ إس ﻟﻠﺠﺎﻣﻌﺎت اﻟﻌﺎﻟﻤﻴﺔ ﻟﻌﺎم ‪ ،8102‬وﺗﺤﺘﻞ‬ ‫ﻛﺎوﺳﺖ اﻟﻤﺮﻛﺰ اﻷول ﻋﻠﻰ ﻣﺴﺘﻮى اﻟﻌﺎﻟﻢ ﻓﻲ ﻣﺆﺷﺮ‬ ‫اﻻﺳﺘﺸﻬﺎدات ﻟﻜﻞ ﻋﻀﻮ ﻫﻴﺌﺔ ﺗﺪرﻳﺲ‪.‬‬

‫تخزين المعلومات‬ ‫باستخدام‬ ‫التواءات نانوية‬

‫يسهل‬ ‫اكتشاف قوة دوران جديدة داخل الدوامات المغناطيسية‬ ‫ّ‬ ‫جدا‪.‬‬ ‫تصميم محركات أقراص ذات سعات عالية ًّ‬

‫ث‬ ‫دول بقيــادة جامعــة الملــك عبــد‬ ‫اكتشــف فريــق بحــ ي ي‬ ‫هللا للعلــوم والتقنيــة (كاوســت) أن الكيانــات الدواميــة‬ ‫والســك�ميونات‬ ‫المعروفــة باســم الدوامــات المغناطيســية‬ ‫ي‬ ‫تصغ�هــا مــن دون التضحيــة بحريــة‬ ‫(‪ )Skyrmions‬يمكــن‬ ‫ي‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونيــة‪ .‬هــذه النتائــج ذات صلــة بتكنولوجيــات‬ ‫الحركــة إ‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ـى تتمـ ي ّـ� بكثافــات‬ ‫ـ‬ ‫ال‬ ‫ـار»‬ ‫ـ‬ ‫المس‬ ‫ـباق‬ ‫ـ‬ ‫«س‬ ‫ـتقبلية‬ ‫ـ‬ ‫المس‬ ‫الذاكــرة‬ ‫ي‬ ‫هائلــة مــن الب ّتــات المغناطيســية المتحركــة‪.‬‬ ‫ف أ‬ ‫الســمك‪ ،‬مثــل ســبائك‬ ‫ي� الغشــية المغناطيســية نانويــة ُّ‬ ‫ـ� نطاقـ ي ن‬ ‫الحديد‪-‬النيــكل‪ ،‬فــإن المنطقــة الـ تـى تفصــل بـ ي ن‬ ‫ـ�‬ ‫ي‬ ‫ين‬ ‫مغناطيســي�‪ ،‬أو العيــوب‪ ،‬يمكنهــا أن تعتمــد أنماطًــا‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى تدعــى‬ ‫شــبه دواميــة صغـ يـرة‪ .‬بعــض هــذه النمــاط‪ ،‬الـ ي‬ ‫ســك�ميونات‪ ،‬مقاومــة لالنحــال ت‬ ‫ش‬ ‫حــى عندمــا تُحــر‬ ‫ي‬ ‫توجــه باســتخدام التيــارات‬ ‫معــا‪ ،‬ويمكــن ً‬ ‫بإحــكام ً‬ ‫أيضــا أن َّ‬ ‫الصغــرة‪.‬‬ ‫الكهربائيــة‬ ‫ي‬ ‫ز‬ ‫ً‬ ‫ـك�ميونات أهدافــا جذابــة‬ ‫هــذه المـ يـ�ات جعلــت مــن السـ ي‬ ‫للبحــث ف ي� أجهــزة الذاكــرة ذات القــدرات العاليــة‪ .‬إذ يقـ تـرح‬ ‫ـك�ميونات حــول حلقــة ومــن‬ ‫أحــد المفاهيــم تكديــس السـ ي‬ ‫ثــم نتخلــص مــن رأس الق ـراءة‪ /‬الكتابــة الثابــت‪ ،‬ونســتغ�ن‬ ‫أ ي‬ ‫القراص‬ ‫عــن المكونــات الميكانيكيــة المســتخدمة ف ي� محـركات‬ ‫الصلبــة الحاليــة‪.‬‬ ‫ـ� مانشــون ‪-‬وهــو أ‬ ‫الحــظ أوريلـ ي ن‬ ‫الســتاذ مشــارك ف ي� علــوم‬ ‫‪ 64‬ديسمبر ‪2017‬‬

‫لمادة‬ ‫السكيرميون‬ ‫القدرة على تجنُّ ب‬ ‫العيوب أو البقع‬ ‫المتفاوتة في‬ ‫األغشية الرقيقة‬ ‫التي من شأنها‬ ‫عادةً حصر أو‬ ‫«تركيز» الشحنة‬ ‫المغناطيسية‬

‫عزم الدوران الالزم المــواد والهندســة ف ي� «كاوســت» ‪ -‬أن‬ ‫لمعالجة الدوامات أحــد أ‬ ‫الســباب الرئيســة للإعجــاب‬ ‫المغناطيسية‬ ‫بالســك�ميونات‪ ،‬هــو قدرتهــا عــى‬ ‫ي‬ ‫النانوية‪ ،‬الممثلة‬ ‫تج ُّنــب العيــوب أو البقــع المتفاوتــة‬ ‫هنا بمناطق حمراء ف أ‬ ‫ت‬ ‫ـى مــن شــأنها‬ ‫ي� الغشــية الرقيقــة الـ ي‬ ‫وزرقاء مع وجود‬ ‫يز‬ ‫«تركــ�» الشــحنة‬ ‫عالمات معاكسة‪ ،‬عــاد ًة حــر أو‬ ‫المغناطيســية‪ .‬ومــع ذلــك‪ ،‬فــإن‬ ‫جرى الكشف‬ ‫حاليا مع‬ ‫عنها ًّ‬ ‫هــذه الرشــاقة تتعــرض للخطــر‬ ‫ضوء‬ ‫طاقة‬ ‫زيادة‬ ‫عندمــا يحــاول الباحثــون تقليــص‬ ‫السنكروترون‪.‬‬ ‫الســك�ميونات إىل أصغــر حجــم‬ ‫ي‬ ‫تُ ظهر األسهم‬ ‫ممكــن؛ فكلمــا حصلــوا عــى أ‬ ‫الصغــر‬ ‫اتجاه الحركة‪.‬‬ ‫حــدث عــى أ‬ ‫الرجــح تثبيــط بســبب‬ ‫الزيــادة النســبية ف� أبعــاد الموقــع المعيــب‪ .‬لتحسـ ي ن‬ ‫ـ� هــذه‬ ‫ي‬ ‫أ‬ ‫الجهــزة‪ ،‬حــاول مانشــون والمتعاونــون الدوليــون فهــم‬ ‫انتقــال الزخــم أ‬ ‫الســاس بـ ي ن‬ ‫ـ� تيــارات الشــحنات والدوامــات‬ ‫ي‬ ‫المغناطيســية‪.‬‬ ‫أ‬ ‫ت‬ ‫ـى جــرى توليدها‬ ‫ف باســتخدام الشــعة الســينية المكثفــة الـ ي‬ ‫كل ‪ ،‬التقــط‬ ‫ي� مصــدر الضــوء المتقــدم بجامعــة ي‬ ‫بــر ي‬ ‫زمنيــا ألنمــاط دواميــة تســمى دوامــات‬ ‫الفريــق صـ ً‬ ‫ـورا ُمحللــة ًّ‬ ‫مغناطيســية‪ ،‬كلمــا ل ّفــت خــال مســار نصــف دائــري باتســاع‬ ‫نانومـ تـر‪ .‬مــن خــال تحديــد مركــز قلــب الدوامــة من تسلســل‬ ‫التصويــر‪ ،‬حصلــوا عــى بيانــات دقيقــة عــن عامــل متغـ ي ِّـر‪،‬‬ ‫معــروف باســم عــزم دوران نقــل المغزليــة ي أ ت‬ ‫ديبــا�‬ ‫غــر ال ي‬ ‫(‪،)nonadiabatic spin-transfer torque‬‬ ‫وهو أمر حاسم للمعالجات الكهربائية‪.‬‬ ‫المثــر للدهشــة‪ ،‬أن عــزم الــدوران غــر أ‬ ‫ت‬ ‫ديبــا�‬ ‫ال‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫القيــم الـ ت‬ ‫ـى تنبــأت بهــا النماذج‬ ‫ـن‬ ‫ـ‬ ‫م‬ ‫ـر‬ ‫ـ‬ ‫بكث‬ ‫ـر‬ ‫ـ‬ ‫أك‬ ‫كان‬ ‫المقيــس‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫َ‬ ‫ي‬ ‫الموجــودة‪ .‬أ‬ ‫ولخــذ هــذا التناقــض ف ي� االعتبــار‪ ،‬أظهــر تحليــل‬ ‫نظــري أجـراه مانشــون أن االلتــواء الزائــد تــم الحصــول عليه‬ ‫تأثــر مفعــول هــول‪ ،‬الــذي يحــدث‬‫بواســطة قــوة أخــرى ي‬ ‫ال ت‬ ‫لك�ونــات خــال دوامــة مغناطيســية‪.‬‬ ‫عندمــا تنتقــل إ‬ ‫ت‬ ‫اللك�ونــات لقوة‬ ‫ويوضــح مانشــون‪« :‬باختصــار‪ ،‬تتعــرض إ‬ ‫ت‬ ‫تــأ� مــن المغناطيســية المحليــة‬ ‫تدفعهــا ًّ‬ ‫جانبيــا‪ ،‬لكنهــا ال ي‬ ‫المغناطيس»‪.‬‬ ‫نفســها‪ ،‬إنمــا تنشــأ مــن طوبولوجيــا التشــابك‬ ‫ي‬ ‫مغزليــا‪ ،‬يطبــق‬ ‫ـتقطبا‬ ‫ـارا‬ ‫«يُنتــج هــذا التأثـ يـر تيـ ً‬ ‫ًّ‬ ‫إضافيــا مسـ ً‬ ‫ًّ‬ ‫عــزم دوران عــى الدوامــة‪».‬‬ ‫ف‬ ‫أ ت‬ ‫ـا�‬ ‫ـا� إ‬ ‫ووجــد الباحثــون أن عــزم الــدوران غـ يـر الديبـ ي‬ ‫الضـ ي‬ ‫ت‬ ‫ـى‬ ‫يتكثــف عنــد تقليــل حجــم الدوامــة ‪-‬القــوة‬ ‫الدافعـ أـة الـ ي‬ ‫قــد توفــر وســيلةً للتغلــب عــى عيــب ت‬ ‫ال� ي ز‬ ‫كــ� ف ي� البعــاد‬ ‫النانويــة‪ .‬ويضيــف مانشــون‪« :‬قــد يكــون هــذا حـ ًّـا وس ـطًا‬ ‫ـرا لالهتمــام‪ ،‬ال ســيما ف ي� ســياق تخزيــن البيانــات القائمــة‬ ‫مثـ ي ً‬ ‫الســك�ميون»‪.‬‬ ‫عــى‬ ‫ي‬ ‫& ‪Bisig, A., Akosa, C. A., Moon, J.-H.,...‬‬ ‫‪Manchon, A. Enhanced non-adiabaticity in‬‬ ‫‪vortex cores due to the emergent Hall effect.‬‬ ‫‪Physical Review Letters 117, 277203 (2016).‬‬

‫‪H C R A E S E R E R U TA N A I D E M M O T S U C & S P I H S R E N T R A P / A M H A R R M A‬‬

‫‪P S E‬‬

‫وﺣﻤﺎﺳﻴﺎ ‪ ،‬وﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم‬ ‫ﻓﻀﻮﻟﻴﺎ‬ ‫ﺷﺨﺼﺎ‬ ‫"ﻟﻄﺎﻟﻤﺎ ﻛﻨﺖ‬ ‫ًّ‬ ‫ًّ‬ ‫ً‬ ‫واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ( وﺟﺪت ﻧﻔﺴﻲ ﻣﺤﺎﻃﺔ ﺑﻤﻬﻨﺪﺳﻴﻦ وﻋﻠﻤﺎء ﻟﻬﻢ ﻧﻔﺲ‬ ‫ﻋﻘﻠﻴﺘﻲ‪ .‬وﻗﺪ ﺗﺴﻨﻰ ﻟﻲ اﺳﺘﻜﺸﺎف واﺣﺘﻀﺎن اﻟﻔﺮص اﻟﺠﺪﻳﺪة ﺑﺎﺳﺘﻤﺮار‪،‬‬ ‫ﺑﺪاﻳﺔ ﻣﻦ ﺗﻄﻮﻳﺮ أﺑﺤﺎﺛﻲ‪ ،‬واﻧﺘﻬﺎء ﺑﺘﻨﻈﻴﻢ أول ﻓﻌﺎﻟﻴﺔ )ﺗﻴﺪ إﻛﺲ( ﻓﻲ‬ ‫اﻟﺠﺎﻣﻌﺔ‪ ،‬واﻟﻤﺸﺎرﻛﺔ ﻓﻲ )ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ اﻹﺛﺮاء اﻟﺸﺘﻮي اﻟﺴﻨﻮي( ﻓﻲ ﻛﺎوﺳﺖ"‪.‬‬

‫ﻣﻴﺮاي ﻫﺎﻧﺘﻮﺗﺸﻲ‬ ‫ﻃﺎﻟﺒﺔ دﻛﺘﻮراة‪ ،‬ﺑﻘﺴﻢ‬ ‫اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ اﻟﻤﻴﻜﺎﻧﻴﻜﻴﺔ‬ ‫ﺗﻌﺮف ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺰﻳﺪ ﺣﻮل ﻣﻤﻴﺰات‬ ‫اﻻﻟﺘﺤﺎق ﻛﻄﺎﻟﺐ ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ‬ ‫ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﺮاﺑﻂ ‪:‬‬ ‫‪KAUST.EDU.SA‬‬

‫ﺑﻌﻴﺪا ﻋﻦ أﺑﺤﺎﺛﻬﺎ ﺣﻮل اﻟﺘﺤﺪﻳﺪ اﻟﻜﻤﻲ ﻟﺤﺎﻻت ﻋﺪم‬ ‫ً‬ ‫اﻟﻴﻘﻴﻦ ﻓﻲ اﻟﻨﻤﺎذج اﻟﺤﺮﻛﻴﺔ اﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺋﻴﺔ‪ ،‬ﺗﺴﺘﻔﻴﺪ ﻣﻴﺮاي‬ ‫ﻣﻦ اﻟﻌﺪﻳﺪ ﻣﻦ اﻟﺒﺮاﻣﺞ واﻷﻧﺸﻄﺔ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ اﻟﻤﻠﻚ‬ ‫ﻋﺒﺪ اﻟﻠﻪ ﻟﻠﻌﻠﻮم واﻟﺘﻘﻨﻴﺔ )ﻛﺎوﺳﺖ( اﻟﺘﻲ ﺗﻌﺰﱢ ز اﻟﺘﻔﻜﻴﺮ‬ ‫اﻟﺮﺣﺐ‪ .‬إن اﻟﺪراﺳﺔ ﻓﻲ ﻛﺎوﺳﺖ ﻓﻲ ﻣﺠﺘﻤﻊ ﻣﺘﻨﻮع‬ ‫ﺷﺎﻣﻠﺔ ﺗﻤﺘﺪ إﻟﻰ ﻣﺎ‬ ‫ً‬ ‫ﺟﺎﻣﻌﻴﺔ‬ ‫ً‬ ‫ﺗﺠﺮﺑﺔ‬ ‫ً‬ ‫وﻋﺎﻟﻤﻲ ﺗﻮﻓﺮ‬ ‫وراء ﻗﺎﻋﺔ اﻟﺪراﺳﺔ‪ ،‬وإﻟﻰ ﺗﺠﺎرب أﻛﺎدﻳﻤﻴﺔ‪ ،‬وﺛﻘﺎﻓﻴﺔ‪،‬‬ ‫وﺗﺮﻓﻴﻬﻴﺔ ﻣﻤﻴﺰة‪.‬‬