تغییر رنگ گل‌ با استفاده از تکنیک ویرایش ژنی کریسپر

اگر با تکنیک ژنی کریسپر آشنایی داشته باشید، به‌خوبی می‌دانید که کریسپر برای مهندسان زیستی همچون یک ابزار برش و چسباندن است. دانشمندان با استفاده از این تکنیک، می‌توانند ژن‌های مشخصی را از یک ژنوم بردارند و آن را با یک ژن دلخواه جایگزین کنند. این روش امکانات زیادی در اختیار محققان قرار می‌دهد: از اصلاح و حذف دی‌­ان‌­ای بیماری‌های ژنتیکی مهلک تا درمان سرطان ارثی به‌طور کامل. اما با وجود تمامی پتانسیل‌های بالای این تکنیک، نحوه‌ی استفاده از این روش و به‌اصطلاح دست‌کاری دی‌ان‌ای، نگرانی‌های زیادی ایجاد کرده است.

 پیش از این تکنیک ویرایش ژنی کریسپر در حیوانات مورد استفاده قرار گرفته؛ اما در مورد انسان هنوز سؤالات اخلاقی زیادی در میان است. اکنون تیمی از محققان ژاپنی از این تکنیک برای بررسی و دست‌کاری گیاهان مختلف بهره برده‌اند. این تیم با تغییر ژنی گیاه نیلوفر پیچ (با نام علمی Ipomoea nil یا Pharbitis nil)، قادر به تغییر رنگ گل آن شدند. محققان این مطالعه در گزارش خود نوشتند:

به نظر ما، این اولین گزارش مربوط به تغییر رنگ گل با استفاده از تکنیک کریسپر است.

نیلوفر پیچ به این جهت در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت که بخشی از پروژه‌ی منابع ملی زیستی ژاپن است؛ به این معنا که دانشمندان در مورد کدگذاری ژنتیکی این گیاه اطلاعات بسیار زیادی در اختیار داشتند و طرح‌های دی‌ان‌ای این گیاه در بایگانی آن‌ها موجود بود. در این پروژه که از سال ۲۰۰۲ آغاز شده است، محققان ژاپنی، سویه‌های مختلفی از سرده نیلوفر پیچ ژاپنی و دیگر گیاهان زینتی را برای ویرایش مورد مطالعه قرار می‌دهند.

محققان در این مطالعه ژن عامل رنگ گل موسوم به دی هیدروفلوونول ۴-ردوکتاز بی (DFR-B) را هدف قرار دادند. محققان همچنین با بهره بردن از دو ژن بسیار نزدیک به این ژن، قادر به استفاده از تکنیک کریسپر بودند تا رشته‌های دی‌ان‌ای مطلوب را بدون تأثیرات بیشتر به کار ببرند.

آنزیم ژن دی هیدروفلوونول ۴-ردوکتاز بی موجب تولید آنتوسیانین رنگ‌دانه گیاه می‌شود؛ بنابراین با حذف این آنزیم، محققان قادر به تولید گل‌های سفید شدند. حدود ۷۵ درصد از این گل‌ها با گلبرگ‌های سفید رشد کردند و آنالیز ژنی در گیاهان خویشاوند این گل، نشان داد که هیچ‌گونه جهش ژنی در این گیاهان به وجود نیامده است که این امر، دقت تکنیک کریسپر را نشان می‌دهد.

نتایج موفقیت‌آمیز اخیر می‌تواند کاربردهای بالقوه‌ی زیادی داشته باشد. ممکن است روزی بتوانید گل‌های گلخانه خود را به رنگ مطلوب رنگ‌آمیزی کنید. اما این مطالعه باز هم سؤالی مهم در مورد نقش ما در طبیعت مطرح می‌کند؛ اینکه قدرت این تکنیک­های ویرایش ژنی تا چه حد می‌تواند طبیعت را تغییر دهد؟ آیا چنین تکنیک‌ پیشرفته‌ای مطلوب است یا مضر؟

هم‌اکنون، دانشمندان در حال مطالعه‌ی دقت و توانایی تکنیک ویرایش ژنی کریسپر هستند. نیلوفر پیچ، گیاهی است که در قرن هشتم میلادی در ژاپن به جهان معرفی شد؛ اما تا قرن هجدهم، گل‌های سفید آن با جهش‌های ژنی طبیعی تکثیر نشدند. نتیجه‌ای که طبیعت برای رسیدن به آن حدود ۸۷۰ سال زمان نیاز داشت، اکنون به کمک تکنیک کریسپر، ظرف ۱۲ ماه توسط دانشمندان حاصل شده است؛ چیزی که در عین هیجان‌انگیز بودن، کمی ترسناک هم به نظر می‌رسد. محققان در مطالعه‌ی خود نتیجه‌گیری کردند:

نتیجه‌ی موفقیت‌آمیز این مطالعه با تغییر رنگ و شکل گل‌ها نشان داد که می‌توان به‌وسیله اصلاح ژنتیکی دقیق، گل نیلوفر پیچ و دیگر گل‌های زینتی یا گیاهان را به‌خوبی ویرایش کرد.