شاید تنها راه نجات موز کریسپر باشد

پژوهشگران درحال استفاده از ابزار ویرایش ژن برای تقویت قدرت دفاعی موز و پیشگیری از انقراض یک واریته‌ی تجاری مهم هستند.

مسابقه‌ی مهندسی موز نسل بعدی همچنان ادامه دارد. دولت کلمبیا ماه گذشته تایید کرد که قارچ کشنده‌ی موز (بیماری پاناما) به قاره‌ی آمریکا که تامین‌کننده بخش عمده‌ی موز در جهان است، رسیده است. این حمله ضرورت تلاش درجهت ایجاد میوه‌ای که بتواند دربرابر این بلا مقاومت کند، را برجسته کرده است.

دانشمندان در حال استفاده از ترکیبی از رویکردهای مختلف برای نجات موز هستند. گروهی از پژوهشگران استرالیایی ژنی را از موز وحشی وارد ژنوم برترین نوع تجاری موز یعنی کاوندیش کرده‌اند و درحال حاضر آزمایش این موزهای اصلاح‌شده در آزمایشات میدانی در حال انجام است.

پژوهشگران برای تقویت مقاومت کاوندیش دربرابر قارچ کشنده‌ای که فوزاریوم ویلت (نژاد گرمسیری ۴ یا TR4) نام دارد، به ابزار ویرایش ژن کریسپر روی آوردند. وارد کردن ژن مقاومت دربرابر TR4 به ژنوم کاوندیش با استفاده از روش‌های سنتی امکان‌پذیر نیست زیرا این واریته عقیم بوده و با روش کلون کردن تکثیر می‌شود. رندی پلوتز دانشمند بیماری‌شناسی گیاهی از دانشگاه فلوریدا می‌گوید که شاید تنها راه نجات کاوندیش، دستکاری ژنوم آن باشد. این واریته ۹۹ درصد از کل محموله‌های جهانی موز را تشکیل می‌دهد. جیمز دیل بیوتکنولوژیست دانشگاه فنی کوئینزلند استرالیا، در ماه ژانویه و به‌محض اینکه اولین شایعات درمورد رسیدن TR4 به کلمبیا ظاهر شد، بررسی موزهای تغییر ژنتیکی یافته را آغاز کرد. دیل می‌گوید:

...در آن هنگام، کلمبیا یک وضعیت اضطراری ملی اعلام کرد و اکنون میزان توجه به این موضوع به اوج رسیده است.


محصول موز استرالیا

کارکنان در حال بررسی محصول برداشت شده موز در مزرعه‌ای در استرالیا

این نخستین باری نیست که یک واریته‌ی تجاری موز با انقراض رو‌به‌رو می‌شود. در نیمه‌ی نخست دهه‌ی ۱۹۹۰، سویه‌ی دیگری از قارچ فوزاریوم که TR1 نامیده می‌شود، تقریبا تمام موز برتر آن دوران یعنی گروس میشل را از بین برد. اما کشاورزان یک نسخه‌ی پشتیبانی از موز کاوندیش داشتند که دربرابر TR1 مقاوم بود و به اندازه‌ی کافی محکم بود که جا‌به‌جایی در جریان صادرات را تحمل کند و دارای طعم و بافت قابل قبولی باشد. پرورش‌دهندگان بزرگ موز مانند چیکیتا به کاوندیش روی آوردند.

این بار جایگزین آسانی وجود ندارد. رودومیرو اورتیز متخصص ژنتیک گیاهان از دانشگاه علوم کشاورزی سوئد می‌گوید که هیچ‌ نوع طبیعی موز وجود ندارد که دارای کیفیت موز کاوندیش باشد و دربرابر TR4 نیز مقاوم باشد. البته قارچ نیز حریفی سرسخت است. این قارچ به‌وسیله‌ی قارچ‌کش‌ها نمی‌میرد و می‌تواند تا ۳۰ سال در خاک بماند. این امر موجب شده است که TR4 بتواند به‌آرامی و به‌کمک ابزار آلوده و خاک در سرتاسر جهان پراکنده شود. سویه‌ی مذکور در دهه‌ی ۱۹۹۰ و قبل از حمله به استرالیا و کشورهای خاورمیانه و آفریقا، شروع به تخریب محصولات موز آسیا کرد. اکنون TR4 وارد قاره‌ی آمریکا شده است و پژوهشگران می‌گویند که اگر نتوانند این موز را دربرابر قارچ مقاوم کنند، کاوندیش طی چند دهه‌ی آینده منقرض خواهد شد.

گروه دیل روی تغییر گیاهان موز با وارد کردن ژنی از موز وحشی Musa acuminate malaccensis که دارای مقاومت دربرابر TR4 است، تمرکز کردند. پس از انتشار نتایج امیدوارکننده حاصل از یک ازمایش میدانی کوچک در سال ۲۰۱۷، او مطالعه‌ی بزرگ‌تری را ۱۵ ماه پیش آغاز کرد.

دیل و همکارانش کاوندیش ترانس‌ژنیک را در نیم هکتار زمین آلوده به TR4 در شمال استرالیا کاشتند. دیل می‌گوید موز ترانس‌ژنیک عملکرد خوبی دارد، در‌حالی‌که حدود یک‌سوم از موزهای معمولی که برای مقایسه کاشته شده‌اند، با قارچ آلوده شده‌اند. وی قصد دارد که پس از اتمام مطالعه در سال ۲۰۲۱، تایید مسئولین استرالیایی را برای بازاریابی یک موز کاوندیش ترانس‌ژنتیک بگیرد. اما غیرممکن است بتوانیم پیش‌بینی کنیم که آیا مقامات چنین چیزی را تصویب می‌کنند یا فرایند گرفتن تایید چقدر طول می‌کشد. حتی اگر موز ترانس‌ژنیک دیل تاییدیه را بگیرد، فروش آن یک مشکل است. محصولات ترانس‌ژنیک مدت‌ها است به‌ویژه در اروپا با عدم اقبال عمومی مواجه است. پلوتز می‌گوید:

جیمز موز بسیار خوبی دارد که به‌نظر می‌رسد تقریبا دربرابر TR4 مقاوم است اما اینکه آیا مصرف‌کنندگان این موزها را بخرند یا نه موضوع کاملا متفاوتی است.

دیل در تلاش خوشایندتر کردن موزهای مهندسی شده برای مسئولان مربوطه، درحال ویرایش ژنوم کاوندیش با استفاده از کریسپر است تا موجب مقاومت آن دربرابر TR4 شود. در این روش ژنی از گیاه دیگر وارد ژنوم کاوندیش نمی‌شود. او درحال تلاش است که یک ژن خاموش را موجب مقاومت دربرابر TR4 می‌شود، در کاوندیش فعال کند. این همان ژنی است که او در M. acuminate شناسایی کرده است. اما این کار هنوز در مراحل مقدماتی است. دیل می‌گوید قبل از اینکه این‌ موزها برای آزمایش وارد میدان شوند، چندین سال زمان نیاز است.

پژوهشگران دیگر درحال استفاده از کریسپر برای تقویت قدرت دفاعی کاوندیش از راه‌های دیگری هستند. لینا تریپاتی زیست‌شناس مولکولی موسسه‌ی بین‌المللی کشاورزی گرمسیری در نایروبی کنیا درحال استفاده از ابزار ویرایش ژن برای سرکوب ژن‌هایی از کاوندیش است که به‌نظر می‌رسد موجب حساسیت این گیاه دربرابر TR4 می‌شوند. تاکنون، او تنها بافت کاوندیش را در آزمایشگاه ویرایش کرده است. مرحله‌ی بعد پرورش و رشد این بافت در قلمه‌های درخت و سپس دیدن اینکه آیا گیاهان از TR4 جان سالم در می‌برند یا نه است. پژوهشگران کشور فیلیپین پیشنهاد کرده‌اند که آزمایش موز کاوندیش ویرایش‌شده‌ی تریپاتی در کشور آن‌ها انجام شود؛ TR4 در آن جا وجود دارد اما در کنیا نیست.

آزمایش موز

پژوهشگران ژنوم گیاهان جوان موز را ویرایش کرده‌اند تا دربرابر قارچ فوزاریوم ویلت مقاوم باشد.

یک استارتاپ بیوتکنولوژی به نام Tropic Biosciences در انگلستان در تلاش است که از کریسپر برای تقویت سیستم ایمنی کاوندیش استفاده کند. همه‌ی گیاهان رشته‌های کوچکی از RNA تولید می‌کنند که فعالیت برخی از ژن‌های گیاه را کنترل می‌کنند. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که گاهی اوقات برخی از این رشته‌هایRNA می‌توانند ژن‌های موجود در پاتوژن‌ها را سرکوب کنند و مهاجم را از پای درآورند. این شرکت بیوتکنولوژی در حال استفاده از کریسپر برای ویرایش رشته‌های RNA موجود در کاوندیش است به‌صورتی که بتوانند ژن‌های TR4 را غیرفعال کنند.

اما هنوز مشخص نیست که استقبال جهانی از این موزهای ویرایش ژنی شده به چه صورت خواهد بود. در سال ۲۰۱۶، وزارت کشاورزی آمریکا یک قارچ خوراکی را که ژنوم آن با استفاده از کریسپر ویرایش شده بود، تایید نکرد. این امر نشان می‌دهد که آن‌ها ممکن است دربرابر موزهای ویرایش ژنی شده نیز همین رفتار را داشته باشند.

دولت‌های کلمبیا، شیلی، برزیل و ژاپن بیانیه‌های رسمی را منتشر کرده‌اند که نشان می‌دهد آن‌ها ممکن است درمورد محصولات ویرایش شده با کریسپر سخت نگیرند. اگرچه اتحادیه‌ی اروپا گفته است که محصولات ویرایش ژنی را دقیقا مانند سایر غذاهای ترانس‌ژنیک مورد ارزیابی قرار می‌دهد.

اورتیز از تلاش‌های پژوهشگران درزمینه‌ی مهندسی ژنتیک گیاهان حمایت می‌کند اما درمورد تمرکز صرف روی راه‌حل بیوتکنولوژی برای حل معضل موز هشدار می‌دهد. او می‌گوید علاوه‌بر کاوندیش، بیش از هزار نوع دیگر موز وجود دارد. آن‌ها به اندازه‌ی کاوندیش تولید نداشته و صادر نمی‌شوند یا مزه‌ی مشابهی را ندارند اما شرکت‌های تجاری موز باید سعی کنند بازاری برای موزهای جایگزین پیدا کنند.

منبع NATURE

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید