آیا می شود گیاهان را بدون عوارض جانبی اصلاح کرد؟
ايسنا/ پژوهشگران آمريکايي با نقشهبرداري از ژنوم گياهان، روش جديد و دقيقي براي اصلاح ژنتيکي آنها ارائه دادهاند و عوارض جانبي روشهاي کنوني را ندارد. پژوهشگران "موسسه پژوهشهاي زيستي سالک"(Salk Institute for Biological Studies) آمريکا، از ژنومها و اپيژنومهاي گياهاني که مورد اصلاح ژنتيکي قرار گرفتهاند، با وضوح بالا نقشهبرداري کردهاند تا نشان دهند که هنگام قرار دادن يک DNA بيگانه، چه اتفاقي در سطح مولکولي ميافتد. يافتههاي اين پژوهش ميتوانند روشهاي معمولي مورد استفاده براي اصلاح گياهان را شفافسازي کنند و روشهاي جديدي پيشنهاد دهند که عوارض جانبي را به حداقل ميرسانند. "جوزف اکر"(Joseph Ecker)، استاد زيستشناسي مولکولي و سلولي دانشگاه سالک گفت: اين روش، يک نقطه آغاز واقعي محسوب ميشود که نشان ميدهد ميتوان از آخرين فناوريهاي نقشهبرداري و ترتيبگذاري براي بررسي تاثير ژنهاي جالب موجود در ژنوم گياه استفاده کرد. هنگامي که دانشمندي قصد دارد براي افزايش ميزان سلامت و مواد مغذي محصولات غذايي، يک ژن جديد را در گياه قرار دهد، از "آگروباکتريوم"(Agrobacterium) استفاده ميکند. آگروباکتريوم، نوعي باکتري است که موجب رشد تومور "گال"(gall) در گياهان ميشود. قرنها پيش، دانشمندان دريافتند هنگامي که اين باکتري، درختي را آلوده ميکند، بخشي از DNA خود را به آن انتقال ميدهد. در واقع، DNA باکتري، به ژنوم درخت منتقل ميشود. دانشمندان از آن زمان، توانايي انتقال آگروباکتريوم را براي اهداف خود به کار گرفتند تا ژن مورد نظر خود را به گياه منتقل کنند. کار با روشهاي توالي DNA از زماني آغاز شد که DNA آگروباکتريوم براي قرار دادن ژن جديد در گياه مورد استفاده قرار گرفت. اين کار، تغييرات قابل توجهي را در ويژگيهاي ساختاري و شيميايي DNA بومي ايجاد کرد. اکر افزود: شرکتهاي زيستفناوري، زمان و تلاش زيادي را براي شناسايي گياهان تراريخته صرف ميکنند و از عهده درک تغييرات ناخواسته نيز برنميآيند. روش جديد ما، روشي را براي درک بهتر اين اثرات ارائه ميدهد و ممکن است بتواند اين فرآيند را سرعت بخشد. "فلوريان ژوپ"(Florian Jupe)، پژوهشگر سابق دانشگاه سالک گفت: بزرگترين موضوعي که در اين مورد ناشناخته مانده، چگونگي قرار گرفتن DNA در همان زمان مورد نياز است. از آنجا که اين رويکرد جديد، به توليد کپيهاي بسيار از ژن مورد نظر در گياه منجر ميشود، بررسي نتيجه نهايي با توالي استاندارد DNA ميتواند دشوار باشد اما اکر و همکارانش، ترکيبي از روشهاي جديد از جمله نقشهبرداري نوري و توالي نانوپور را به کار بردند تا بررسي دقيقتري انجام دهند. نقشهبرداري نوري نشان داد که گياهان، بين يک تا هفت درج يا بازسازي جداگانه از ژنوم دارند و بخشهايي از DNA تغيير يافته نيز بين کروموزومهاي آنها مشاهده ميشود. قرار دادن ژن، الگوهاي جديدي را با بخشهاي DNA جديد نشان داد که گاهي اوقات بالا ميروند، وارونه ميشوند و يا خاموش ميمانند. "تاد مايکل"(Todd Michael)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: انجام دادن اين پژوهش حتي تا يک سال پيش ممکن نبود. توالي نانوپور DNA، روش خواندن پيچيدهترين بخشهاي ژنوم را که تاکنون کاملا غيرقابل دسترس و ناشناخته بودهاند، متحول کرده است. پژوهشگران نهايتا، مواد ژنتيکي موسوم به "هيستون"(histone) را مورد بررسي قرار دادند. پروتئينهاي هيستون، DNA را به صورت واحدهاي ساختاري دستهبندي ميکنند و اصلاح هيستونها، نحوه ارزيابي ژن را براي به کار بردن آن توسط سلول، تغيير ميدهد. اصلاح هيستون مشخص براساس محل تجمع DNA، ميتواند تنظيم يا فعاليت ژنهاي ديگر را تغيير دهد. "مارک زاندر"(Mark Zander)، از پژوهشگران سالک گفت: ما اکنون، نخستين بينشهاي واضح را در مورد نحوه شکلگيري محيط اپيژنوم از طريق درج DNA ارائه دادهايم. به گفته پژوهشگران، DNA در حالت ايدهآل ميتواند کپي ژن مورد نظر را بدون هيچگونه عارضه جانبي در ژنوم گياه قرار دهد. اگرچه اين پژوهش، بر گياه خاصي موسوم به "رشادي"(Arabidopsis) تمرکز دارد، روش پيشنهاد شده در آن ميتواند راه بهتري را براي درک و نظارت بر عوارض جانبي ارائه دهد. "آنجلين ريوکين"(Angeline Rivkin)، از پژوهشگران اين پروژه گفت: اين فناوري هيجانانگيز ميتواند امکان بررسي واضحتر اتفاقاتي که در رشادي تراريخته رخ ميدهند، فراهم کند. اکر ادامه داد: با بررسي رشادي، پژوهش بسيار سادهتر صورت خواهد گرفت زيرا اين گياه، ژنوم کوچکي دارد. در هر حال، به خاطر بهبود مستمر در فناوري توالي DNA، امکان به کار بردن اين روش در مورد گياهان ديگر نيز فراهم خواهد بود. روشهاي کنوني، به بررسي صدها گياه تراريخته نياز دارند تا بهترين آنها را شناسايي کنند اما اين فناوري، بدون نياز به چنين بررسيهايي، کارآيي بيشتري را فراهم ميکند. اين پژوهش، در مجله "PLOS Genetics" به چاپ رسيد.