المستقبل الفسفوري.. زراعة عين شمس تنتج زهور البيتونيا المتوهجة في الظلام

إعداد: نسرين طارق
علم الأحياء و النباتات المعدلة جينيا يطل علينا كل فترة بالجديد، منذ أيام قليلة أعلنت كلية الزارعة بجامعة عين شمس عن نجاحها في انتاج نبات البيتونيا المضيء.. فما هو نبات البيتونيا المضيء؟
هو نوع من أنواع نباتات البيتونيا المعالجة جينياً بإضافة جين من جينات بعض أنواع الفطر والمسؤول عن انبعاث ضوء خفيف ليلاً من النبات.
مراحل تطوير النباتات المضيئة
قامت شركة Light Bio الأمريكية في إبريل الماضي، بتطوير نباتات البيتونيا التي تحتوي على اضاءة.. هل البنات المعالج جينيا سيجعلنا نتخلى عن أضواء الشوارع؟
تتوهج أوراق البتونيا بضوء ليلي ناعم يأتي من داخل النباتات نفسها، كما لو كانت مليئة بالمصابيح الصغيرة.
الزهور، على وجه الخصوص، تضيء الليل بألوان متعددة الأخضر والوردي والأزرق، هذا هو المستقبل الذي تحاول الشركة الجديدة أن تجلبنا إليه جميعًا.
تمكنت في الأشهر الأخيرة شركة Light Bio من هندسة أول نبات يتوهج في الظلام دون الحاجة إلى معالجة خاصة أو رش بالمواد الكيميائية.
المستقبل الفسفوري
المستقبل الفسفوري كما وصفته الصحافة هو قاب قوسين أو أدنى، ولكن قبل أن نصل إلى ذلك، سيتعين علينا أن نتعامل مع تاريخ النباتات المعدلة وراثيا – ومع “مذبحة البتونيا الكبرى” عام 2017.
تاريخ النباتات المضيئة
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 على التوهج في الظلام، لقد أدخلوا فيه جينًا جاء من الخنافس المضيئة، وبالتالي خلقوا أول هجين بين النبات والحشرات.

كان هذا إنجازًا كبيرًا في تلك الأيام، وتمت تغطيته على نطاق واسع في الصحافة، ولكن كانت هناك مشكلة كبيرة مع التبغ المتوهج، لم ينبعث الضوء من تلقاء نفسه. سمح الجين الذي جاء من الخنافس 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.
وبعد 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، وينتج النبات من تلقاء نفسه المادة الكيميائية الفوسفورية والإنزيم اللازم لإنتاج الضوء، عملت هذه النباتات بشكل رائع في المختبر، لكن العالم الحقيقي ليس مثل بيئة المختبر.
النبات يكاد يتوهج في الظلام
منذ أكثر من عشر سنوات، بدأ اثنان من رواد الأعمال – عمري أميراف دروري وأنتوني إيفانز – مشروعًا استثنائيًا على موقع Kickstarter، (موقع جمع تبرعات) 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 من المشروع انتاج نبات يتوهج في الظلام
استقبلت صفحة المشروع عددًا لا يحصى من الزوار، وامتلأت الصحف بعدد مماثل من المراجعات، و أعرب العلماء المحترمون عن قلقهم بصوت عالٍ بشأن تأثير النباتات المتوهجة على البيئة والحشرات.
فيما تساءل 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 جمعوا بما يقرب من نصف مليون دولار لإنشاء أول مصنع نباتات تتوهج في الظلام ويكون متاحًا للجمهور.

رغم كل ما حدث.. لم ينجحوا بعد
فشل المشروع رغم 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، وكان من المستحيل تقريبا رؤية الضوء في غرفة مظلمة.

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 قاعدة علمية بدأوا منها.

اختارت شركة Light Bio زهور البيتونيا – وهي حديقة مشتركة ونباتات زينة، واعتمد الباحثون على جزيء يسمى “حمض الكافيين” وهو متوافر بكثرة في النباتات.
كما يوجد في نوع معين من الفطر مسار أيضي يتحول في نهايته حمض الجليدي إلى لوسيفيرين – وهي نفس المادة التي تنتج الضوء في الخنافس.
لقد أدخلوا الجينات ذات الصلة في نبات البيتونيا، وحصلوا على نبات من المفترض أن يكون قادرًا على إنتاج الضوء الفعلي من تلقاء نفسه.
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 النبات مرة واحدة فقط – عندما يتحول الحمض الجليدي إلى لوسيفيرين – ثم يتوقف عن التوهج؟ ولتجنب هذا الأمر، أضاف الباحثون الجينات التي تعيد تدوير اللوسيفيرين وتحوله مرة أخرى إلى حمض الكافيين، بحيث تستمر زهور البتونيا في التألق طوال دورة حياتها.
توقعات مستقبلية
لن تضيء زهور البيتونيا الغرفة بأكملها كما يفعل مصباح LED ، إنها لا تشبه شروق الشمس، وانما تشبه ضوء اكتمال القمر في السماء.
هل سيقبل الناس على شراء زهور البتونيا المعدلة وراثيًا؟
تفتح لنا تقنيات الهندسة الوراثية عالماً جديداً ورائعاً، 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؟
لقد أطل علينا عالم جديد ورائع، بدأ بالزهور التي تتوهج في الظلام.