العلماء يطورون نباتات مضيئة باستخدام جينات الفطر

نشرت صحيفة "الغارديان" البريطانية تقريرا عن قيام علماء بتطوير نباتات مضيئة عبر استخدام جينات الفطر.

وقالت الصحيفة، في تقرير لها ترجمته "عربي21": "هذه نباتات ينبعث منها ضوء أخضر غريب، وكأنها أوراق شجر من لعبة في الكمبيوتر، ولكن في الواقع هي نباتات ينبعث منها ضوء ينتج في المختبر".

ويقول الباحثون إن المساحات الخضراء المتوهجة لا يمكن أن تضيف بعدا جديدا للديكور المنزلي فحسب، بل تفتح أيضا آفاقا جديدة للعلماء لاستكشاف كيفية عمل الأجزاء الداخلية للنباتات.

وقالت الدكتورة كارين سركيسيان، الرئيس التنفيذي لشركة "بلانتا": "في المستقبل، يمكن استخدام هذه التكنولوجيات لتصوير أنشطة الهرمونات المختلفة داخل النباتات على مدى عمر النبتة، وفي أنسجة مختلفة، دون الحاجة إلى الجراحة".

وأشارت إلى أنه "يمكن كذلك استخدامها لرصد استجابات النباتات المختلفة للضغوط والتغيرات في البيئة، مثل الجفاف وغيرها".

وأضافت: "نأمل أن نطرحها في السوق في غضون بضع سنوات من الآن بمجرد أن نجعلها أكثر إشراقا بعض الشيء، وباستخدامها في نباتات الزينة، والتأكيد على جميع لوائح السلامة".

والعديد من الحيوانات والميكروبات والفطر يمكنها التوهج، وهي ظاهرة تعرف باسم التلألؤ البيولوجي، ويحدث هذا عندما تعمل الإنزيمات على مواد كيميائية داخل الكائن الحي تعرف باسم لوسيفيرين "luciferins"، ما يؤدي إلى إطلاق الطاقة على شكل ضوء. ومع ذلك لا ينشأ التلألؤ البيولوجي بشكل طبيعي بين النباتات.

وهذا البحث ليس الأول من نوعه، فهو تطوير للعديد من الأبحاث السابقة التي أجريت. ومن بين الأساليب السابقة، قام الباحثون بتوصيل كل من اللوسيفيرين والإنزيمات اللازمة للتلألؤ البيولوجي في النباتات عبر الجسيمات النانوية. وقامت فرق أخرى بدمج الجينات البكتيريا المتلألئة في النباتات.

ومع ذلك، تقول الصحيفة إن هذه الأساليب لها عيوب، حيث إن توصيل لوسيفيرين على جسيمات نانوية مكلف جدا، ولا يمكن أن يعمل من تلقاء نفسه. أما دمج جينات التلألؤ البيولوجي البكتيري، فيتطلب عملية مرهقة، وتعطي توهجا ضعيفا، بالإضافة إلى أن العملية تبدو سامة للنباتات.

البحث الجديد يأخذ مسارا مختلفا، حيث تستخدم لوسيفيرين منتجا من مادة كيميائية موجودة بشكل طبيعي في النباتات -الفطريات المضيئة- وهو حمض الكافيين.

وكتب الباحثون في مجلة "Nature Biotechnology" عن الكيفية التي أدخلوا فيها أربعة جينات من فطر حيوي يسمى Neonothopanus nimbi في الحمض النووي لنباتات التبغ. وكانت النتيجة هي نباتات تتوهج بصبغة خضراء مرئية للعين المجردة.

وقالت سركيسيان "إن النباتات تتوهج في الظلام وفي وضح النهار"، كما أنها تبدو أكثر إشراقا بعشرات المرات من النباتات التي تستخدم الجينات البكتيرية.

وقالت سركيسيان إنه في المستقبل يمكن للفريق إدخال الجينات الفطرية في الحمض النووي للنبات بالقرب من الجينات التي يتم تنشيطها بواسطة بعض الهرمونات، مضيفة: "يجب أن نكون قادرين على رؤية الضوء ينبعث فقط من الأنسجة التي ينشط فيها الهرمون حاليا".

ورحب الأستاذ جون كار من جامعة كامبريدج، الذي لم يشارك بالدراسة، بالفكرة، وقال إن هناك الكثير الذي يتعين القيام به، وأضاف: "التحدي الآن هو معرفة كيفية جعل هذا التلألؤ البيولوجي يستجيب لمحفزات بيئية أو إنمائية أو كيميائية أو مسببة للأمراض، إنه أمر ضروري إذا كانت هذه التقنية قادرة على إلقاء ضوء جديد على العمليات البيولوجية الأساسية".