Plants

حقق مجموعة من العلماء من جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد تطوراً رائداً في هندسة النباتات لتكون بمثابة مؤشرات بيئية، وتم تفصيل عملهم في ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Chemical Biology، ويتضمن الابتكار الرئيسي قدرة النبات على تغيير اللون، وتحديدًا التحول إلى اللون الأحمر عند تعرضه لمبيد حشري سام محظور، ويفتح هذا الإنجاز إمكانيات جديدة لاستخدام النباتات كأجهزة استشعار بيئية.

وفي قلب هذا الاكتشاف يوجد بروتين "حمض الأبسيسيك"، الذي يساعد النباتات عادة على التكيف مع التغيرات في بيئتها، وعندما تحدث ظروف الجفاف، تنتج النباتات حمض الأبسيسيك، الذي يؤدي إلى استجابة في شكل إغلاق المسام في الأوراق والسيقان للحد من تبخر الماء، وقام الباحثون في تجاربهم بتعديل مستقبلات حمض الأبسيسيك في النبات لترتبط بمواد أخرى غير حمض الأبسيسيك.

وعندما ترتبط هذه المستقبلات بمادة كيميائية جديدة، يخضع النبات لتحول مرئي، ويتحول لون النبات الى لون البنجر الأحمر، وفي تجاربهم، كانت المادة الكيميائية المستهدفة هي "أزينفوس إيثيل"، وهو مبيد حشري محظور معروف بسميته على البشر، ومن خلال تطبيق هذه التكنولوجيا على النباتات في الأماكن العامة، مثل الحدائق، يمكن تنبيه الأفراد إلى وجود مبيدات حشرية خطرة في المناطق المحيطة بهم.

وما يجعل هذا الإنجاز فريدًا هو أن الباحثين نجحوا في هندسة هذه النباتات دون التأثير على أدائها الطبيعي في جميع الجوانب الأخرى، وفي الماضي، كانت تجارب مماثلة تؤدي في بعض الأحيان إلى إعاقة نمو النبات، أو توجيه الضوء، أو استخدام المياه، ولكن هذا الإنجاز الأخير يتجنب مثل هذه التعقيدات.

النبات يتحول للون البنجر الأحمر بعد استشعاره المبيد الحشري

وبالإضافة إلى استخدام النباتات كأجهزة استشعار فردية لمواد كيميائية معينة، استكشف الباحثون إمكانية تصميم نباتات قادرة على اكتشاف مجموعة واسعة من المبيدات الحشرية المحظورة، لتكون بمثابة محطات مراقبة شاملة للزراعة، وفي حين أن هذه التكنولوجيا لا تزال في مراحلها الأولى، إلا أنها تحمل وعدًا كبيرًا لمختلف التطبيقات.

وعلى سبيل المثال، يمكن أن يحدث ثورة في مراقبة مياه الصرف الصحي، مما يتيح تتبع الملوثات مثل المخدرات أو مضادات الاكتئاب أو مسكنات الألم، والتي يمكن أن تكشف عن القضايا المجتمعية، وإن نشر هذه المحطات المصممة خصيصًا في مناطق حضرية مختلفة يمكن أن يساعد أيضًا في الكشف عن المستويات العالية من الرصاص وثاني أكسيد الكربون أو غيرها من المواد الضارة في الهواء والماء والإشارة إليها.

وفي المستقبل، قد تكون هذه النباتات المعدلة بيولوجيًا بمثابة آلية دفاع ضد التهديدات البيولوجية أو الكيميائية، وتنبيه الناس إلى وجود مواد خطرة وتعزيز السلامة العامة، ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذه التكنولوجيا ستتطلب موافقات تنظيمية ومزيدًا من التطوير قبل أن تصبح في متناول الجمهور على نطاق واسع.