Please reload

التدوينات الحديثة

تقنية كريسبر المستخدمة لتغيير لون الزهرة

الملخص: لقد استخدم العلماء في دول العالم الأول الثورة التقنية المسماة بكريسبر أو كريسبر\كاس9 باستخدام أداة تعديل الجينوم لتغيير لون الزهرة في نبات الزينة.

 

القصة كاملة

 

لقد استخدم العلماء اليابنيين في دول العالم الأول الثورة التقنية كريسبر أو كريسبر\كاس9 باستخدام أداة تعديل الجينوم لتغيير لون الزهرة في نبات الزينة. حيث قام باحثين من جامعة تسوكابا ، والمنظمة الوطنية للبحوث الغذائية والزراعية (نارو)، وجامعة مدينة يوكوهاما في اليابان بتعطيل جين واحد ممأدى ذلك إلى تغيير لون الزهرة التقليدية مجد الصباح (فاربيتس نيل) الموجودة في الحديقة اليابانية من البنفسجي إلى الأبيض. ويسلط هذا البحث الضوء على الإمكانيات الهائلة لنظام كريسبر\كاس9 في الدراسة والتلاعب في الجينات للنباتات البستانية.

 

ولقد اختيرت زهرة مجد الصباح أو أساجاو لهذه الدراسة باعتبارها واحدة من نماذج نباتات البستنة التقليدية في المشروع الوطني بيورسورس في اليابان (إن-بي-أر-بي). وأجريت بالفعل دراسات جينية شاملة لهذه النبتة من حيث تسلسل الجينوم وطرق نقل الحمض النووي. بالإضافة إلى أن استخدام هذه النبتة المشهورة والمزروعة في أماكن كثيرة قد يساعد في تثقيف العامة حول هذا الموضوع لأن الاهتمام بالتقنيات الجينة مثل كريسبر\كاس9 أصبح قضية اجتماعية.

 

استهدف فريق البحث جين مفرد، ديهيدروفلافونول-4-ريدوكتاس-بي (دفر-بي) رمز لأنزيم الانثوسيانين الحيوي، وهو مسؤول عن لون سيقان النبات وأوراقها وأزهارها. وهناك جينين آخرين مرتبطين ببعضهم (دفر-أي و درف-سي) بجانب جين دفر-بي. فلذلك كان التحدي هو استهداف جين دفر-بي بدقة بدون تغيير الجينات الأخرى. ويعتبر نظام كريسبر\كاس9 أكثر الطرق دقة في تعديل الجين.

 

ويعتمد كريسبر (التكرارات العنقودية المتناوبة منتظمة التباعد) \ نظام كاس9 على ألية الدفاع البكتيرية والتي تتألف من جزيئين يغيران تسلسل الحمض النووي. حيث يقطع أنزيم كاس9 فرعين من الحمض النووي في مكان دقيق حتى يتسنى إضافة حمض نووي أو إزالته. و يوجه الحمض النووي الريبي أو دليل الحمض النووي الريبي، قطعة صغيرة من الحمض النووي الريبي الذي صمم ليكون مكمل لتسلسل الحمض النووي الهدف، أنزيم كاس9 للمكان الصحيح. وثم يقطع أنزيم كاس9 فرعين من الحمض النووي ويسمح ذلك بإزالة وإضافة حمض نووي أو أحدهما.

 

لقد اختير تسلسل قصير في الحمض النووي، جين دفر-بي، في زهرة مجد الصباح اليابانية كهدف لنظام كريسبر\ كاس9، كما أعلن في التقارير العلمية في شهر أوغست من سنة ٢٠١٧. حيث يحتوي هذا التسلسل على الأنزيم النشط لذي ينتجه جين دفر-بي. وبالتالي، فإن تعطيل هذا الأنزيم يؤدي إلى غياب صبغة اللون، الأنثوسيانين. وقد أدمج نظام كريسبر\ كاس9 في أجنة الأنسجة المزروعة من نباتات مجد الصباح اليابانية باستخدام قدرة الحمض النووي على نقل البكتيريا النباتية ريزوبيوم. وكما هو متوقع لقد تعدل أنزيم دفر-بي بنجاح ونتج عن ذلك 75% من النباتات المعدلة وراثيا ذات سيقان خضراء وزهور بيضاء. ولا يوجد هناك أي نباتات غير محولة وأنزيمها فعال لديها سيقان بنفسجية وزهور. وقد لوحظت هذه التغيرات في لون الساق في مرحلة مبكرة من عملية زراعة الأنسجة. وأكدت سلسلة من التحاليل الوراثية أن التسلسل الهدف من الحمض النووي قد تغير في النباتات المعدلة وراثيا إما بإدخال حمض نووي أو حذف جين دفر-بي في النسختين (ما يسمى المسوخ ثنائية أليلية). وفحصت الجينات الأخرى المرتبطة، دفر-أي ودفر-سي، ولم تظهر عليها أي طفرات وهذا يؤكد دقة نظام كريسبر\كاس9.

 

وبعدها قام الباحثون بتحليل النباتات من الأجيال التالية لفحص الطفرات التي سببها كريسبر\كاس9. حيث تشبه هذه النباتات أبويها شبها كبيرا. ولكن كان هناك من بين النباتات، نباتات ليس فيها أي علامة على الحمض النووي المدخل. وهذا يثير بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام من حيث قواعد الكائنات المعدلة وراثيًا، حيث أن الجيل التالي من النباتات تعتبر معدلة وراثيا بناء على التعاريف القائمة على العملية ( كيف صنعوا)، وتعتبر غير معدلة وراثيا بناء على التعريف المبني على المنتج ( غياب الحمض النووي الغريب في المنتج النهائي).

 

هذه التقنية مفيدة جدا في تأكيد وظيفة الجينات. استخدمت تجارب تقنيات الفحص الجيني "للأمام" في ثلاثينات وتسعينات القرن الماضي لإيجاد الجينات المسؤولة عن إنتاج لون الزهرة في مجد الصباح اليابانية. ويوصف نظام كريسبر\كاس9 هنا بنهج جيني " عكسي" مستخدم لإيجاد الكائنات المتشابهه بعد إيقاف جين معروف وتأكيد أن جين دفر-بي هو الجين الرئيسي المسؤول عن الألوان في نباتات مجد الصباح اليابانية.

 

تقنية كريسبر\كاس9 حاليا ليست فعالة 100% وهذا بسبب أن ليس كل النباتات المستهدفة ستكون معدلة وراثيا. ويساوي معدل الطفرة في هذه الدراسة 75% ،ومع ذلك تعتبر مرتفعة نسبيًا. ولذا تعد أحد الأسباب التي ستسهل على الأشخاص المهتمين بتعديل لون الأزهار وأشكالها باستخدام نظام كريسبر\كاس9 في زهور وخضروات الزينة.

 

بدأت قصة مجد الصباح اليابانية في القرن الثامن الميلادي مع إدخال النباتات الزرقاء المزهرة في اليابان والصين. وكانت أول زهرة بيضاء من مجد الصباح اليابانية في اليابان في عام 1631. والذي أخذ 850 سنة من الطبيعة للوصول إليه احتاج فقط سنة واحدة باستخدام نظام كريسبر\كاس9 وهذا يدل على قوته واحتماليته.

 

ـــــــــــــــــــــــــــــ

 

المقالة الأصليّة

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية