نجح باحثون من سنغافورة في جعل النبات ينتج كمية أكبر من الزيت في بذوره، وهو ما قد يساعد في مكافحة انعدام الأمن الغذائي في العالم ويجعل من الممكن الحد من إزالة الغابات للأغراض الزراعية. هل ستؤدي التكنولوجيا إلى معجزة؟
إذا تم إعطاؤنا القدرة على القيام بمعجزات تكريما للحانوكا، فقد نختار زيادة المبلغ المالي في حسابنا المصرفي بأعجوبة، أو إضافة بضع ساعات إلى اليوم أو تخطي رحلة طيران إلى الجانب الآخر من العالم. وأيًا كان الأمر، فليس من المؤكد أنه كان يخطر ببالنا، من بين كل الأشياء في العالم، أن نصنع معجزة على وجه التحديد في روح العطلة - ونصنع زجاجة الزيت التي تنتظرنا بفارغ الصبر. على المنضدة في المطبخ تدوم لفترة أطول.
ومع ذلك، حتى في الوقت الحاضر، تتمتع كميات الزيت بأهمية كبيرة، وليس كوسيلة لتشغيل الإضاءة - بل كمكون ومصدر مركزي للطاقة في نظامنا الغذائي. في الواقع، تعتبر زيادة كمية الزيت في النباتات التي نتناولها هدفًا مهمًا للعلماء. في الآونة الأخيرة، باحثون من سنغافورة تمكنت من تحقيق تقدم كبير في هذا المجالوتسبب في تراكم كمية من الزيت في بذوره تزيد بحوالي 18-15 بالمائة عما يوجد عادة فيها.
وتناولت الدراسة الجديدة التي نشرت في المجلة العلمية Science Advances نبات نبات السيدوم الأبيض (نبات الأرابيدوبسيس thaliana) وهي عشبة ذات أزهار بيضاء منتشرة في أوروبا وآسيا وشمال أفريقيا وتستخدم على نطاق واسع في الأبحاث العلمية. وأجرى العلماء تغييرا جينيا في بروتين يسمى WRINKLED1 (أو WRI1 للاختصار)، والذي له دور مهم في تنظيم إنتاج الزيت الذي ينتجه النبات، نظرا لتأثيره على تعبيرات الجينات ذات الصلة. وبمساعدة الهندسة الوراثية، قام العلماء بتغيير جزء البروتين الذي يرتبط بالحمض النووي - وبالتالي تمكنوا من جعل البروتين يرتبط به بشكل أفضل، وزيادة كمية الزيت في البذور.
إن معنى تنفيذ التطوير الجديد في البذور والمكسرات الصالحة للأكل سيكون زيادة كمية السعرات الحرارية فيها - أي أن أولئك الذين يأكلونها سيكونون قادرين على الحصول على كمية أقل من البذور أو الفاكهة. وبهذه الطريقة، سيكون من الممكن استخدام نفس الكمية من الطعام لإطعام عدد أكبر من الناس. وبدلاً من ذلك، قد يؤدي تطبيق هذا التطور في البذور المستخدمة لإنتاج زيت الطعام إلى زيادة إنتاجها من الزيت.
ومؤخرًا، قدم الباحثون وراء "معجزة البذور الزيتية" طلب براءة اختراع للطريقة التي طوروها، ويبحثون حاليًا عن شركاء في الصناعة، بهدف إيجاد تطبيقات تجارية للتطوير. إذا تم بالفعل تكييف التطوير في المستقبل لإنتاج زيت الطعام، ودخول السوق التجارية، فقد يكون لذلك آثار كبيرة. "اليوم نستخدم حوالي 50 بالمائة من سطح الأرض للأغراض الزراعية، يتم قطع المزيد والمزيد من الغابات "في كل وقت لتحرير المزيد من الأراضي للزراعة"، يوضح البروفيسور مارسيلو ستيرنبرغ من مختبر البيئة النباتية في كلية علوم النبات والأمن الغذائي في جامعة تل أبيب. "بدلاً من ذلك، من الممكن تعظيم استخدام الأرض، من خلال تحسين جودة المحاصيل أو زيادة كمية المحصول الذي يتم إنتاجه منها".
تسلسل جيني محفوظ طوال التطور
تجدر الإشارة إلى أن الثلاثي الأبيض هو كائن حي نموذجي - أي أنه لا يستخدم فعليًا لإنتاج زيت الطعام، ولكن للبحث العلمي فقط. يوضح الدكتور شاي فليشون، الخبير في مجال علم النبات، أن «تجارب مثل تلك التي أجراها الباحثون تطلبت زراعة نبات يحتوي على بذور كثيرة، مثل نبات السيدوم الأبيض، بحيث يمكن إجراء دراسات وراثية تقارن البذور بخصائص مختلفة». مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية. "بالإضافة إلى ذلك، فإن دورة حياة الذرة البيضاء قصيرة، مما يسمح بإجراء التجارب بوتيرة عالية - وهذا على النقيض من القمح، على سبيل المثال، الذي تكون دورة حياته طويلة نسبيًا".
فهل سيكون الطريق إلى تطبيق التطوير الجديد على النباتات المستخدمة في الغذاء قصيرا أم طويلا؟ سؤال جيد. ويوضح ستيرنبرغ أن زهرة الربيع المسائية تنتمي إلى العائلة الصليبية، التي تنتمي إليها بعض المحاصيل الأكثر شهرة، مثل القرنبيط والقرنبيط والفجل والخردل - وإلى جانب بذور اللفت، التي يُنتج منها زيت الكانولا، نباتات صالحة للإنتاج. ينتمي زيت الطعام في الغالب إلى عائلات نباتية أخرى. يوضح ستيرنبرغ: "لكل عائلة سمات خاصة من حيث آلية إنتاج الزيت في البذور". "لذلك، من أجل تطبيق التطوير على نباتات من أنواع أخرى ومن عائلات أخرى، سيكون من الضروري في الواقع تطوير جديد تمامًا - وهو أمر قد يستغرق سنوات عديدة."
من ناحية أخرى، فإن تسلسل الحمض النووي الذي يرتبط به بروتين WRI1 ليشير إلى النبات بكمية الزيت التي يجب إنتاجها هو تسلسل محفوظ للغاية - أي تسلسل لم يخضع للعديد من التغييرات طوال التطور. لذلك، فمن المحتمل أن يكون الأمر نفسه متشابهًا بين الأنواع المختلفة من النباتات، وهو ما قد يسهل تنفيذ التطوير على محاصيل إضافية في المستقبل. بالفعل في الدراسة الحالية، أظهر الباحثون أن الجين المعدل وراثيا للتودرينا أدى إلى زيادة كمية الزيت أيضًا في البذور التي تعبر عنه في نبات آخر - نيكوتيانا بنثامياناوهو نبات من عائلة سولاني القريبة من التبغ.
من يخاف من الهندسة الوراثية؟
وبحسب فليشون، هناك مشكلة أخرى قد تجعل من الصعب تنفيذ التطور الجديد في الصناعات، وهو أنه تم تنفيذه بمساعدة أدوات الهندسة الوراثية. "اليوم، بين الجمهور، في جميع أنحاء العالم وفي إسرائيل، هناك مخاوف كثيرة حولنا الاستخدام في التقنيات هندسه الوراثية"، هو يقول. "إن التنظيم في هذا المجال يتوافق مع إرادة الجمهور، ولا يسمح بالاستخدام التجاري على نطاق واسع للهندسة الوراثية. ولذلك، فحتى التطورات الموجودة في المختبرات - مثل النباتات المقاومة للأمراض، أو الفول السوداني الذي لا يسبب الحساسية - لا تصل إلى الأسواق.
ومع ذلك، يضيف فليشون أن هناك أمل في التغيير. ويقول: "جاءت معارضة الهندسة الوراثية بشكل رئيسي من المنظمات البيئية، بسبب نقص المعرفة حول هذا الموضوع وعدم فهم فوائد المنتجات المعدلة وراثيا على البدائل". ويقول: "إذا قمنا، كنشطاء بيئيين، بتشجيع الترويج لهذه التكنولوجيا وشرحنا مزاياها، فسيكون من الممكن أيضًا إحداث تغيير في التنظيم".
ووفقا لفليشون، فإن الميزة الأخرى للتكنولوجيات مثل التطوير الجديد تكمن في الإمكانات الكامنة فيها لتأمين الغذاء. ويقول: "أسعار المنتجات الأساسية آخذة في الارتفاع، وأصبح من الصعب أكثر فأكثر على سكان العديد من دول العالم تلبيتها". ويقول: "إذا تمكنا من إنتاج المزيد من المنتجات من نفس الكمية من المحاصيل - وبالتالي تخفيف الزيادة في الأسعار - فيمكننا السماح لعدد أكبر من الناس بالحصول على الغذاء على المدى الطويل". وإذا كانت التطورات من هذا النوع تزيد من احتمال أننا سنعيش في عالم يستطيع فيه عدد أكبر من الناس الحصول على الغذاء بأسعار عادلة، وحيث يتعين علينا قطع عدد أقل من الغابات لتحقيق ذلك - يبدو أن أهمية النفط تمتد، ولكن ، أبعد بكثير من أيام حانوكا الثمانية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
