باستخدام تقنيات هندسة الجينات الدقيقة، تمكَّن باحثون من معهد «إيرلهام» في نورويتش بالمملكة المتحدة، من تحويل نباتات التبغ إلى مصانع تعمل على إنتاج فيرومونات قادرة على مكافحة إحدى الآفات الزراعية من جنس العثة.
والفيرومونات أو العطور الجنسية، هي مواد كيميائية معقدة ينتجها الكائن الحي، ويطلقها كوسيلة للتواصل، وتسمح لأعضاء من النوع نفسه بإرسال إشارات، تتضمن السماح للآخرين بمعرفة أنهم يبحثون عن الحب. ويمكن للمزارعين تعليق مشتتات فيرومون بين محاصيلهم لمحاكاة إشارات إناث الحشرات، أو محاصرة أو تشتيت انتباه الذكور عن العثور على رفيقة، ويمكن إنتاج بعض هذه الجزيئات من خلال العمليات الكيميائية، لكن التخليق الكيميائي غالباً ما يكون مكلفاً، وينتج عنه منتجات ثانوية سامة.
وخلال الدراسة الجديدة، المنشورة (الأحد) في دورية «بلانت بايوتكنولوجي»، استخدم نيكولا باترون، رئيس مجموعة البيولوجيا التركيبية في معهد «إيرلهام»، أحدث العلوم لتحويل النباتات إلى مصانع لإنتاج هذه المنتجات الطبيعية القيّمة. واستخدم باترون وفريقه البيولوجيا التركيبية لتطبيق مبادئ هندسية على اللبنات الأساسية للحياة، وهي «الحمض النووي»، ومن خلال إنشاء وحدات وراثية مع التعليمات لبناء جزيئات جديدة، تمكنوا من تحويل نبات مثل التبغ إلى مصنع للإنتاج، يحتاج فقط إلى ضوء الشمس والماء.
ويقول باترون في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمعهد «إيرلهام»، بالتزامن مع نشر الدراسة، إنه «يمكن أن تسمح لنا البيولوجيا التركيبية بهندسة النباتات ببناء جزيئات بيولوجية جديدة، مثل الأدوية أو هذه الفيرومونات». ويضيف أنه «في هذا العمل الأخير نجحنا في تحويل نوع من التبغ (نيكوتيانا بينثاميانا)، إلى مصنع حيوي لإنتاج فيرومونات من جنس العثة، وجرى تصميم النبات نفسه سابقاً لإنتاج الأجسام المضادة لـ(الإيبولا)، وحتى الجزيئات الشبيهة بفيروس (كورونا) لاستخدامها في لقاحات (كوفيد – 19).
ويأمل الفريق أن يمهد عملهم الطريق لاستخدام النباتات بشكل روتيني لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات الطبيعية القيّمة، فالميزة الرئيسية لاستخدام النباتات هي أن «بناء جزيئات معقدة باستخدام العمليات الكيميائية يمكن أن يكون أكثر تكلفة بكثير». ويقول باترون إنه «في المستقبل، قد نرى صوباً زراعية مليئة بمصانع النباتات، ما يوفر طريقة أكثر خضرة وأرخص وأكثر استدامة لتصنيع الجزيئات المعقدة».