قامت شركة Light Bio بتطوير نباتات البطونية التي تحتوي على حديقة مضيئة من اليراعات. هل سيتخلون عن أضواء الشوارع؟
لقد جاء الليل، وأخرج إلى الشارع. لكن بدلًا من الظلام، أرى نورًا لطيفًا ضعيفًا، ينبثق من كل فراش زهرة، ومن كل سياج. تتوهج الأوراق بضوء ليلي ناعم يأتي من داخل النباتات نفسها، كما لو كانت مليئة باليراعات. الزهور، على وجه الخصوص، تضيء الليل بألوان الأخضر والوردي والأزرق. تحلق الأضواء الاصطناعية الليلية حولي، وأتذكر ضوءها الأبيض الغزوي، في السنوات التي كانوا لا يزالون يعملون فيها. الآن لم تعد هناك حاجة إليها. الشارع مغمور بالإضاءة التي تأتي من النباتات والحيوانات.
هذا هو المستقبل الذي تحاول شركة جديدة أن تجلبنا إليه جميعًا. ويبدو أن الأمر يسير على الطريق الصحيح، لأنه في الأشهر الأخيرة تمكنت شركة Light Bio من هندسة أول نبات يتوهج في الظلام دون الحاجة إلى معالجة خاصة أو رش بالمواد الكيميائية. بدأ بيع المصنع بالفعل بأمر من الشبكة - بل وحصل على موافقة المشرع في الولايات المتحدة.
وبعبارة أخرى، فإن المستقبل الفسفوري الذي وصفته هو قاب قوسين أو أدنى. ولكن قبل أن نصل إلى ذلك، سيتعين علينا أن نتعامل مع تاريخ النباتات المعدلة وراثيا - ومع "مذبحة البطونية الكبرى" عام 2017. وسنتحدث عنها جميعا اليوم.
لكن لنبدأ من البداية.
تاريخ المستقبل
قد تبدو النباتات التي تتوهج في الظلام بمثابة خيال علمي بالنسبة لنا، لكن العلماء تمكنوا من هندستها منذ سنوات عديدة. في عام 1986، تم حشد فريق كامل من الباحثين لإعطاء نبات التبغ القدرة القدرة على التوهج في الظلام. لقد أدخلوا فيه جينًا جاء من اليراعات، وبالتالي خلقوا أول هجين بين النبات واليراعة. ونعم أشرق في الظلام.
كان هذا إنجازًا كبيرًا في تلك الأيام، وتمت تغطيته على نطاق واسع في الصحافة، ولكن كانت هناك مشكلة كبيرة مع التبغ المتوهج: فهو لم ينبعث الضوء من تلقاء نفسه. سمح الجين الذي جاء من اليراعات للتبغ بتنشيط مادة كيميائية معينة تنشر الضوء، تسمى لوسيفيرين. لكن النبات لم ينتج اللوسيفيرين بنفسه. كان على الباحثين رش التبغ بالوسيفيرين لجعل النبات يتوهج. لقد كان إنجازاً علمياً جميلاً، لكن لم يتطوع أحد بزراعة نباتات التبغ في حديقته التي تتطلب الغسيل المستمر بالوسيفيرين.
بعد مرور عشرين عامًا على حادثة التبغ، تمكن باحثون من جامعة ستوني بروك من تحسين المنتج. لقد استعاروا جينات من البكتيريا الفوسفورية تحت الماء، وزرعوها مرة أخرى في التبغ. وكان من المفترض أن تمنح هذه الجينات النبات نفس آلية التمثيل الغذائي الموجودة في البكتيريا. سوف ينتج المصنع من تلقاء نفسه المادة الكيميائية الفوسفورية والإنزيم اللازم لإنتاج التوهج. عملت هذه النباتات بشكل رائع في المختبر.
لكن العالم الحقيقي ليس مثل بيئة المختبر.
النبات الذي يكاد يتوهج في الظلام
منذ أكثر من عشر سنوات بقليل، بدأ اثنان من رواد الأعمال - عمري أميراف دروري وأنتوني إيفانز - مشروعًا استثنائيًا على موقع Kickstarter. في الواقع، كان غير عادي لدرجة أن الصحف في جميع أنحاء العالم غطته بالحماس والخوف وحتى المفاجأة. يمكن الافتراض أن المطورين كانوا سعداء بالاستجابة، لأن عددًا كبيرًا من الزوار الفضوليين قاموا بفحص المشروع، وقرر عدة آلاف منهم أيضًا الاستثمار فيه. وفي النهاية، تمكن إيفانز وأميراب دروري من جمع 484,000 ألف دولار من خلال المشروع.
الهدف؟ ربما تكون قد فهمت بالفعل: نبات يتوهج في الظلام.
استقبلت صفحة المشروع عددًا لا يحصى من الزوار، وامتلأت الصحف بعدد مماثل من المراجعات. لقد أعرب العلماء المحترمون عن قلقهم بصوت عالٍ بشأن تأثير النباتات المتوهجة على البيئة والحشرات. وتساءل المشرعون عما إذا كان عليهم أن يتوقعوا طوفانًا من العلماء المجانين الذين يجمعون الأموال العامة لتحقيق رؤاهم في الهندسة الوراثية وتشكيل العالم على صورتهم. استمع موقع Kickstarter إلى الانتقادات، وأعلن أنهم لا يوافقون على فتح مشاريع جديدة في الهندسة الوراثية. لكن الأمر لم يكن يهم رواد الأعمال الأصليين، الذين شرعوا بما يقرب من نصف مليون دولار لإنشاء أول مصنع يتوهج في الظلام ويكون متاحًا للجمهور.
كل هذا حدث منذ عشر سنوات، ولم ينجحوا بعد.
إن فشل رواد الأعمال هؤلاء أمر محبط للغاية، لأنه كان من المفترض أن ينجحوا. وقد ظهرت بالفعل الدراسات التي أثبتت جدوى المشروع في الأدبيات العلمية. ولم يكن على رواد الأعمال سوى إجراء نفس العملية التي تبدو بسيطة في مصنع جديد - وانتهى الأمر. لكن علم الأحياء ليس علمًا بسيطًا، وكل كائن حي وكل مختبر له تعقيداته الخاصة. وكانت النباتات المعدلة وراثيا التي صنعوها تتوهج بشكل خافت، ولكن كان من المستحيل تقريبا رؤية الضوء في غرفة مظلمة. ومضى عام وآخر، وما زالوا لم ينجحوا.
بعد مرور أربع سنوات على افتتاح المشروع الأصلي، أعلن رجال الأعمال أنهم فشلوا. لقد فشلوا ببساطة في دمج الجينات التي جاءت من البكتيريا بشكل جيد لجعل النبات يلمع بطريقة كبيرة وملحوظة. لقد كانت لحظة أزمة لمحبي الهندسة الوراثية في جميع أنحاء العالم، وأعترف أنني كنت بينهم أيضًا. لقد كانت الإمكانات واضحة جدًا، وفي متناول أيدينا تمامًا، لكنها أفلتت من أيدينا.
ولكن ها هو مرة أخرى الآن.
النبات الجديد
كما تفهم، فإن رواد الأعمال الذين أسسوا شركة Light Bio لم يبدأوا من الصفر. لقد اعتمدوا على تاريخ غني من الأبحاث الناجحة في الأوساط الأكاديمية والمحاولات الفاشلة في الصناعة. هذه المرة، على الأقل، يبدو أن هناك نجاحا.
اختارت شركة Light Bio ترقية زهور البتونيا - وهي حديقة مشتركة ونباتات زينة. واعتمد الباحثون على جزيء يسمى "حمض الكافيين" وهو متوافر بكثرة في النباتات. يوجد في نوع معين من الفطر مسار أيضي يتحول في نهايته حمض الجليدي إلى لوسيفيرين - وهي نفس المادة التي تنتج الضوء في اليراعات. لقد أدخلوا الجينات ذات الصلة في نبات البطونية، وحصلوا على نبات من المفترض أن يكون قادرًا على إنتاج الضوء الفعلي من تلقاء نفسه.
وعلى عكس الادعاءات السابقة، فهو يفعل ذلك بالفعل.
وفقًا لتقارير الأشخاص الذين تعرضوا لنبات "Firefly Petunia" (Firefly Petunia) كما يطلق عليه، فإن النبات ينبعث منه الضوء في الظلام. مراسل الإذاعة الوطنية العامة ساسا وودروف يقول ان -
"عندما تنطفئ الأضواء، تشتعل البتلات ببطء مع وهج أبيض مخضر. النبات يضيء دائمًا، لكن أعيننا هي التي يجب أن تتكيف لرؤية الضوء. البراعم الطازجة هي الأكثر سطوعًا وتؤكد على الزهور المشعة."
ولكن ألن "يضيء" النبات مرة واحدة فقط - عندما يتحول الحمض الجليدي إلى لوسيفيرين - ثم يتوقف عن التوهج؟ ولتجنب هذا الخطر، أضاف الباحثون الجينات التي تعيد تدوير اللوسيفيرين وتحوله مرة أخرى إلى حمض الكافيين. يجب أن تستمر زهور البتونيا في التألق طوال دورة حياتها.
دعونا نعدل التوقعات للحظة: لن تضيء زهور البتونيا الغرفة بأكملها كما يفعل مصباح LED. إنه شروق الشمس لطيف، يشبه ذلك اكتمال القمر في السماء. في الظلام الدامس يمكنهم إضاءة راحتي اليدين. وفي الطريق المظلم، سيكون بمقدورهم تحديد الطريق للمشاة. وإذا ملأت غرفة نومي بزهور البتونيا المتوهجة، فمن المحتمل أن نتمكن أنا وزوجتي من رؤية بعضنا البعض حتى في الظلام.
أكثر ما تحتاج؟
الحد الأدنى من المخاطر - أقصى قدر من التألق
والسؤال المباشر الذي يطرح نفسه هو ما إذا كان من الممكن شراء زهور البتونيا المهندسة في الولايات المتحدة. ألن تقوم إدارة الغذاء والدواء - إدارة الغذاء والدواء الصارمة والمتحذقة - بإيقاف البيع؟
الجواب المفاجئ هو أن إدارة الغذاء والدواء وافقت بالفعل على بيع وتوزيع زهور البتونيا المتوهجة. قام المدير بفحص المصنع الجديد وقرر أنه من غير المرجح أن ينشر أمراضًا أو جينات مختلفة في البيئة. هذا نوع من زهور البتونيا لا ينمو بشكل طبيعي في أمريكا الشمالية، ولا يعتبر من الأنواع الغازية. لذلك، قررت حكومة الولايات المتحدة أن هناك فرصة ضئيلة لأن يؤدي المصنع إلى تعطيل النظم البيئية.
وماذا عن الخوف من أن تزعج زهور البتونيا الحشرات المتعطشة للضوء وتجذبها إليها ليلاً؟ الخوف موجود وحقيقي، ولكن كما هو وكتب شاليت بيو في طلبهم للإدارة -
"تزرع زهور البتونيا عادة في بيئات من صنع الإنسان حيث يعيش الناس ويعملون كل يوم، مثل المنازل أو الشركات أو الحدائق النباتية. في كثير من الأحيان في هذه البيئات، تكون الإضاءة الليلية القادمة من مصادر الضوء الاصطناعي أكبر بكثير من الضوء الناتج عن زهور البتونيا ذاتية الإضاءة.
ونحن نرى هنا جزءا من الإشكالية في محاولة التنبؤ بالمستقبل. من المؤكد أن زهرة البطونية الساطعة ليست ضارة بالنظام البيئي. ولكن كيف سيؤثر سرير كامل من زهور البتونيا؟ طريق زهور البتونيا؟ جبل من زهور البتونيا؟
حسنًا، ربما لن نرى جبلًا من زهور البتونيا، بالضبط بسبب تعريفهم للضوء الحيوي. إنه نبات ينمو بشكل رئيسي في بيئات حضرية جيدة التصميم. نختار مكان وضعه وبأي كميات. وعلى الرغم من أنه من الممكن دائمًا أن يكون هناك نوع من تسرب الجينات إلى البيئة، إلا أنه يبدو أن خطر ذلك منخفض. على الأقل وفقا للحكومة الأمريكية. ومن المشجع أيضًا اكتشاف أن المجلة العلمية Nature لا يمكن العثور على العلماء من شأنه أن يسبب مخاطر أمنية خطيرة.
ومع ذلك، هل سيوافق الناس على شراء زهور البتونيا المعدلة وراثيًا؟
مذبحة زهور البتونيا الكبرى
اكتشف عالم النبات تيمو تيري ما لا يصدق في عام 2015، وأعرب عن أسفه العميق لذلك. لقد اكتشف وعاءً به زهور البتونيا البرتقالية، من النوع الذي لا ينبغي أن يكون موجودًا. كانت زهور البتونيا البرتقالية الوحيدة في ذلك الوقت، نتاج الهندسة الوراثية منذ عام 1987. وفي تلك الزهور، تم زرع جين يأتي من الذرة، مما يمنحها القدرة على التكاثر. اللون الفريد. لم يكن من المفترض أبدًا إطلاق سراح زهور البتونيا هذه. لم يكن من المفترض أن تكون موجودة في الطبيعة.
أخذ تيري عينة من زهور البتونيا البرتقالية الموجودة في الوعاء، واكتشف أن الحمض النووي الخاص بها يطابق التغييرات التي أجريت على زهور البتونيا المعدلة وراثيا منذ عام 1987. وقدم تقريرا إلى سلطات الولاية، وأدركوا - فجأة - أن تلك النباتات المعدلة وراثيا تم بيع زهور البتونيا في أراضيهم منذ ما يقرب من عقد من الزمان. لقد استيقظت الحكومات في جميع أنحاء العالم وقررت أنها لا تستطيع الاستجابة لهذه التطورات إلا بطريقة واحدة.
وهكذا بدأت مذبحة زهور البتونيا الكبرى عام 2017.
أطلقت الحكومات عملية تصفية زهور البتونيا البرتقالية بالجملة. طُلب من مزارعي زهور البتونيا قطع وحرق وتعقيم ودفن زهور البتونيا البرتقالية. تضررت صناعة البطونية بشدة. وفي النهاية، وصل المفتشون أيضًا إلى الأشخاص الصغار - مزارعي زهور البتونيا - وطلبوا منهم تدمير النباتات والبذور الموجودة في حدائقهم.
وكان الجواب الذي تلقوه لا لبس فيه. كررت ديان بلازيك، مديرة مكتب المتنزهات الوطنية، الردود التي تلقتها لإذاعة NPR.
"انتظر لحظة، إنها البطونية." لقد تكاثرت في ردود البستانيين. "نحن لا نأكله. الجين البرتقالي جاء من الذرة. لماذا؟ لماذا لا نستطيع زرعها؟"
اتضح أن الجمهور لم يكن متحمسًا جدًا للنبات المعدل وراثيًا. تمكن من الطعن بزهرة البتونيا البرتقالية في الأنف وأثار غضب المشرع. في النهاية، قررت السلطات في الولايات المتحدة السماح ببيع زهور البتونيا المعدلة وراثيا بعد كل شيء.
بالطبع لا توجد زهور البتونيا البرتقالية مثل زهور البتونيا التي تتوهج في الظلام. ومع ذلك، إذا حكمنا من خلال ردود الفعل تجاه زهور البتونيا الفسفورية، فيبدو أن الجمهور على استعداد لاحتضانها بكلتا يديه. لقد انضم بالفعل أكثر من عشرة آلاف عميل إلى قائمة انتظار الشراء زهور البتونيا اليراعوتعتزم الشركة بيعها عبر السلسلة خلال العام المقبل، قبل أن تنقل النباتات المتوهجة إلى المشاتل أيضًا. عبر أمريكا. ومتى وهل سيصلون إلى إسرائيل؟ ما زال الوقت مبكراً للحديث عن ذلك. على أية حال، لا يبدو أنه سيكون من الممكن وقف انتشار نبات البطونية في العالم. سيتمكن أي مزارع لزهور البتونيا من نشرها كما يشاء - وقد اختارت شركة Light Bio عمدًا عدم إيقاف هذه الممارسة.
"أفضل طريقة للتعامل معها" قال أحد مؤسسي الشركة في مقابلة مع مجلة Nature"هو تصور منتجات جديدة وأفضل."
أين نذهب من هنا؟
أين نذهب من هنا؟ إلى عالم زهور البتونيا التي تتوهج في الظلام بالطبع. لكن هذه ليست سوى البداية وعلامة المستقبل.
في الوقت الحالي، من الممكن العثور على عدد قليل جدًا من النباتات التي تم تعديلها وراثيًا لأغراض غير صالحة للأكل. حتى الأكثر مللاً منهم - زهور القرنفل مصممة لتكون باللون الوردي الأرجواني - إضافة الجمال واللون إلى العالم. يمكن للأشياء الأكثر إثارة للاهتمام أن تؤدي إجراءات مثيرة للإعجاب حقًا: على سبيل المثال، النباتات المصممة خصيصًا لذلك تنقية الهواء في الغرفة.
تفتح لنا تقنيات الهندسة الوراثية عالماً جديداً ورائعاً. حتى لو التزمنا فقط بإمكانية إنتاج الضوء من النباتات، فمن الممكن أن نتخيل مستقبلًا تنتج فيه الأشجار في المدينة توهجًا ينافس توهج مصابيح الشوارع الرقيقة، أو النباتات التي تبلغ المزارع بأن إنهم مرضى وعطشانون للماء من خلال إشارات مضيئة.
ولماذا تتوقف عند هذا الحد؟
هل سنرى في العقد القادم نباتات طبية حقيقية ـ ذلك النوع الذي يستطيع كل شخص أن يزرعه في حديقته، والذي سوف تتدفق في عروقه جزيئات قادرة على تهدئة حرقان الجلد؟
هل سنشهد نباتات "جرسية" حقيقية قادرة على الاهتزاز وإصدار أصوات لطيفة بمقاييس ومجموعات من الأصوات التي ترضي الأذن البشرية؟
ربما يمكننا برمجة الأشجار لصنع بيوت شجر لنا، دون الحاجة إلى النشر والقتل من أجل ذلك؟
لقد أطل علينا عالم جديد ورائع، ويبدأ بالزهور التي تتوهج في الظلام.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
