إنتاج نباتات مضيئة على غرار كائنات فيلم «أفاتار»

إضاءة نبات التبغ

يبدو أن الكائنات المضيئة في فيلم الخيال العلمي «أفاتار» أصبحت واقعاً، وذلك بعد أن نجح فريق بحثي دولي في إنتاج نباتات تضيء بشكل دائم من خلال استخدام تقنيات علم الوراثة، ونشروا نتائج ما توصلوا إليه في دراسة نُشرت أول من أمس في دورية «نيتشر بيوتكنولوجي».
وخلال فيلم الخيال العلمي سعى العلماء إلى تجهيز كائنات مشابهة لكائنات مضيئة زرقاء تسكن أحد الكواكب، وهو ما نجح الفريق البحثي الذي يضم باحثون من معهد الكيمياء العضوية الحيوية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، ومعهد العلوم والتكنولوجيا بالنمسا، ومعهد (إم آر سي) لندن للعلوم الطبية، في عمله ولكن مع النباتات لتصبح مضاءة بشكل دائم. ومن خلال إدخال الحمض النووي الخاص بأحد الفطريات التي تضيء بشكل طبيعي إلى النبات، تمكن العلماء من جعلها تتلألأ باستمرار طوال دورة حياتها، من الشتلات إلى النضج.
وقبل أكثر من عام بقليل، اكتشف العلماء الأجزاء التي تحافظ على التلألؤ البيولوجي في فطر الأجرعية «Agrobacterium»، وسمح ذلك لهم بصنع نباتات متوهجة أكثر سطوعاً بعشرة أضعاف على الأقل، وباستخدام الكاميرات العادية والهواتف الذكية، تم تسجيل الإضاءة الخضراء القادمة من الأوراق والسيقان والجذور والزهور، علاوة على ذلك، تم تحقيق إنتاج الضوء المستدام دون الإضرار بصحة النباتات.
وتقول كارين سركيسيان، الباحثة الرئيسية بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لموقع معهد (إم آر سي) لندن للعلوم الطبية بالتزامن مع نشر الدراسة: «انبعاث الضوء الخاص بالفطر يتركز على جزيء عضوي مطلوب أيضاً في النباتات لصنع جدران الخلايا، وينتج هذا الجزيء، الذي يسمى حمض الكافيين، الضوء من خلال دورة التمثيل الغذائي التي تتضمن أربعة إنزيمات، حيث يقوم إنزيمان بتحويل حمض الكافيين إلى مادة إنارة تتأكسد بواسطة إنزيم ثالث لإنتاج الفوتون (الوحدة الأساسية للضوء)، ويحوّل الإنزيم الأخير الجزيء المؤكسد إلى حمض الكافيين لبدء الدورة مرة أخرى».
وتضيف: «من خلال ربط إنتاج الضوء بهذا الجزيء المحوري، نجحنا في جعل نباتات التبغ أكثر توهجاً وإضاءة، وجاء اختيارنا لهذا النبات بسبب جيناته البسيطة ونموه السريع، ولكن يمكن لاحقاً الاستفادة من فوائد التلألؤ البيولوجي للفطر مع عدد أكبر من النباتات».
ويمكن استخدام هذا الضوء البيولوجي من العلماء لأغراض بحثية، حيث سيسمح بمراقبة النباتات طوال دورة حياتها، من الشتلات إلى النضج، ويمكن استخدامه أيضاً لأغراض عملية وجمالية، وعلى الأخص أضواء الشوارع بأشجار متوهجة لتوفير الطاقة، كما تؤكد سركيسيان.