مهندسی ژنتیک محصولات کشاورزی برای جذب آهن بیشتر

پایگاه خبری تحلیلی نامه نیوز (namehnews.com) :

کشف یک شکل سازگار با محیط زیست از مهندسی ژنتیک گیاهان، می‌تواند زمین بیشتری را برای تولید مواد غذایی فراهم کند.

تخمین زده می‌شود که جمعیت جهان در سال ۲۰۵۰ به ۹.۷ میلیارد نفر برسد؛ در نتیجه یافتن راهی برای تولید مواد غذایی لازم، موضوع مهمی به شمار می‌رود. تقریباً یک سوم زمین‌های کشاورزی جهان، به کمبود آهن دچار هستند؛ به همین دلیل برای به دست آوردن محصولات مهمی مانند ذرت و سویا مناسب نیستند.

پژوهشگران "دانشگاه استنفورد" (Stanford University) در بررسی‌های خود، یک سازگاری ژنتیکی را کشف کردند که می‌تواند امکان رشد گیاهان بادوام را در این گونه زمین‌ها فراهم کند. آنها توانستند مکانیسم‌های ژنتیکی مؤثر در بقای گیاهان را در این پژوهش نشان دهند.

"الیزابت ستلی" (Elizabeth Sattely)، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه استنفورد و سرپرست این پروژه باور دارد که این پژوهش می‌تواند در آینده، دانشمندان را در اتصال این مکانیسم به ژنوم محصولات یاری دهد و زمین‌های بیشتری را برای تولید مواد غذایی فراهم کند تا مهندسی ژنتیک گیاهان به شکل سازگار با طبیعت صورت گیرد.

وی در این باره گفت: شاید بتوانیم از این ویژگی‌های بقا استفاده کنیم و آنها را به جایی که مد نظر ماست، انتقال دهیم.

ستلی و گروهش، میکروبیوم‌های خاک را مورد بررسی قرار دادند. این میکروبیوم‌ها، جامعه‌ای از میکروب‌ها هستند که در اطراف ریشه گیاهان ساکن هستند و به آنها در پردازش مواد مغذی کمک می‌کنند. این کار میکروبیوم‌ها، با همان روشی صورت می‌گیرد که باکتری روده به هضم غذای انسان کمک می‌کند.

دانشمندان تاکنون، اطلاعات بسیاری در مورد کمبود آهن جمع‌آوری کرده‌اند. بسیاری از زمین‌های کشاورزی در سرتاسر جهان از جمله آمریکا، خاک قلیایی دارند که عملکرد آن مانند یک ساعت شیمیایی است و آهن را در زمین محبوس می‌کند. پژوهشگران پس از بررسی این مشکل، دریافتند که چگونه گیاهی مانند "رشادی گوش‌موشی" (Arabidopsis thaliana) می‌تواند به خاطر تعامل با خاک قلیایی، بر کمبود آهن غلبه کند. پژوهشگران در این پروژه نشان دادند که ریشه‌های رشادی گوش‌موشی می‌توانند مولکولی از خانواده "کومارین" (coumarin) را تولید کنند که در جذب آهن مؤثر است.

ستلی و همکارانش در آزمایش‌های اخیر خود، روش دیگری را ارائه دادند تا کومارین بتواند به وسیله آن، به رشادی گوش‌موشی در مأنوس شدن با شرایط خاک قلیایی کمک کند.

مولکول‌های کومارین که توسط این گیاه به خاک راه پیدا می‌کنند، باکتری خاصی را حذف می‌کند. از آنجا که این باکتری نیز برای رشد، به آهن نیاز دارد، حدس پژوهشگران این است که گیاه سعی دارد تا دستیابی خود را به مواد معدنی مهم حفظ کند. "ماتیاس ووگس" (Mathias Voges)، از پژوهشگران این پروژه گفت: رشادی گوش‌موشی، مسیر متابولیک خاصی دارد که هنگام محدود بودن ذخیره آهن، خاک اطراف و میکروبیوم ریشه خود را از نظر شیمیایی تغییر می‌دهد.

پژوهشگران برای بررسی این تعامل‌های شیمیایی که ور از چشم انسان رخ می‌دهند، فرآیندی بر اساس روش "آب‌کشت" یا "کشت هیدروپونیک" (Hydroponics) ابداع کردند. آنها رشادی گوش‌موشی را در آبی که حاوی ذخایر شیمیایی و مواد معدنی خاک‌های قلیایی بود، پرورش دادند.

هدف پژوهشگران این است تا پلتفرم کشت هیدروپونیک را برای ایجاد محیط‌های متفاوت به کار ببرند و نحوه واکنش گیاهان به شرایط دیگر را مورد بررسی قرار دهند. آنها تلاش می‌کنند تا نحوه سازگاری دوپامین را بهتر درک کنند تا بهتر بتوانند از عهده مهندسی ژنتیکی محصولاتی مانند ذرت و پرورش آنها در خاک قلیایی برآیند. ستلی باور دارد که با استفاده از نتایج این پژوهش می‌توان به نسل دوم مهندسی ژنتیک گیاهان رسید.