اسپری که گیاهان را مهندسی می کند!

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، هرچند محصولات کشاورزی که به طور ژنتیکی مهندسی شده اند، مزیت های زیادی بر همتایان عادی خود دارند، تولید این گیاهان چالش برانگیز است. در همین راستا گروهی از محققان روشی ابداع کرده اند تا گیاهان معمولی را با کمک یک اسپری دگرگون کنند.

محصولات کشاورزی برای افزایش بازده محصول به طور ژنتیکی اصلاح می شوند. این نوع گیاهان آب کمتری مصرف می کنند و در برابر بیماری ها و آفات مقاوم تر هستند. مهندسی موفقیت آمیز ژنتیک نیازمند زمان و بودجه زیادی است. علاوه بر آن بسیاری از افراد تمایلی به مصرف محصولات غذایی مهندسی شده ندارند.

گروهی از محققان به رهبری ماساکی اوداهارا در مرکز RIKEN ژاپن تصمیم گرفتند روشی ساده تر برای مهندسی محصولات ابداع کنند.

محققان به طور خاص تصمیم داشتند یک مولکول زیست فعال بسازند که روی محصولات کشاورزی اسپری می شود و پس از ورود به سلول های گیاه، فعالیت ژن های خاصی را سرکوب یا بیشتر می کند.

یکی از نخستین گزینه هایی که محققان برای آزمایش در نظر گرفتند زنجیره ای از آمینواسیدها به نام «پپتیدهای نفوذ کننده به سلول»(CPP ها) بود. تحقیقات پیشین نشان داده بود چنین پپتید هایی می توانند مولکول های مورد نظر را به ساختار موجود در سلول های گیاه مانند کلروپلاست برسانند که عملیات فتوسنتز را انجام می دهد.

محققان برای بررسی عملکرد پپتیدها، چند CPP طبیعی و مصنوعی را با سیگنال های زرد برچسب زدند. در مرحله بعد آنها را به برگ های شاهی، دانه سویا و گوجه فرنگی اسپری کردند. پژوهش نشان داد چند پپتید به طور خاص موفق به ورود سلول های این گیاهان شده اند و نور فلورسنت زرد آنها می درخشید.

آزمایش های بعدی نشان داد بخش هایی از دی ان ای به نام پلاسمید را می توان همراه CPP به برگ های گیاهان منتقل کرد. پلاسمید بیشتر اوقات برای انتقال ژن های خارجی به ارگانیسم هایی مانند گیاهان استفاده می شود. مولکول های زیستی دیگر انتقال یافته به برگ های گیاهان، سبب شدند منافذ برگ ها به طور موقت بزرگتر شوند و در نتیجه مقدار بیشتری از اسپری مخصوص وارد آنها شد.

در نهایت محققان متوجه شدند گیاهانی که نورفلورسنت زرد زیادی در برگ هایشان دیده می شود، به طور ژنتیکی اصلاح شده اند.

اوداهارا در این باره می گوید: مولکول های زیست فعال که به وسیله اسپری منتقل می شوند، با هزینه ای اندک کیفیت مطلوب را در محصولات کشاورزی ایجاد می کنند. گام بعدی ما ارتقای کارآمد این سیستم است. در نهایت امیدواریم این سیستم بتواند به طور ایمن از محصولات در برابر پارازیت ها یا عوامل خطرناک دیگر محافظت کند.

این پژوهش در نشریه ACS Nanoمنتشر شده است.