نانولوله‌ها ابزاری برای مهندسی ژنتیک گیاهان می‌شوند/ مدیریت گیاهان برای تبدیل راحت‌تر به سوخت‌های زیستی

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، وارد کردن و اصلاح ژن‌ها در گیاهان بیشتر از آن که یک علم باشد، یک هنر است، اما محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی قادرند هر نوع گیاهی را به لحاظ ژنتیکی مهندسی‌سازی کنند. یکی از خاص‌ترین کار‌ها ویرایش ژنی با CRISPR-Cas۹ به عنوان روشی ساده و سریع است.

 

محققان برای تزریق یک ژن، آن را داخل یک نانولوله کربنی قرار می‌دهند. این نانولوله آنقدر باریک است که به راحتی داخل دیواره سلولی سخت گیاه لیز می‌خورد. تا به امروز، بیشتر موارد مهندسی ژنتیکی گیاهان با تزریق ژن به داخل بافت به عنوان یک روش شناخته‌شده در زیست‌شناسی یا تزریق ژن‌ها از طریق باکتری‌ها صورت می‌گرفت.

 

هر دو روش تنها در موارد اندکی موفقیت‌آمیز هستند که محدودیت بزرگی را در مسیر دانشمندانی ایجاد می‌کند که به دنبال ایجاد بیماری یا محصولات مقاوم دربرابر خشکسالی هستند تا بتوانند گیاهان را به روشی مهندسی کنند که راحت‌تر به سوخت‌های زیستی تبدیل شوند.

 

نانولوله‌ها در تزریق یک ژن به داخل ساختار‌های سلولی با روش‌های فعلی بسیار مؤثر هستند. کلوروپلاست‌ها که ژنوم جداگانه و کوچک خود را دارند، نور را جذب کرده و انرژی آن را برای استفاده در آینده مورد استفاده قرار می‌دهند و اکسیژن را در این فرآیند آزاد می‌کند. فناوری ساده تزریق ژن به دانشمندان کمک می‌کند تا کارآیی جذب انرژی نور را به منظور افزایش تولید محصول بهبود بخشند.

 

نانولوله نه تنها از DNA در برابر تخریب سلولی محاظت می‌کند بلکه از ورود آن به ژنوم گیاهی هم جلوگیری می‌کند. در نتیجه، این روش موجب تغییرات یا حذف ژن‌هایی می‌شود که در آمریکا و کشور‌هایی غیر از کشور‌های عضو اتحادیه اروپا باعث تعیین تغییرات ژنتیکی می‌شود.

 

یکی از بزرگ‌ترین مزایای این فناوری، صرفه‌جویی در وقت است و در کنار آن، قادر است ژن‌ها را با سرعت و دقت بالایی به گونه‌های گیاهی تزریق کند به طوری که بروز نسل خطوط گیاه تراریخته را بدون ترکیب DNA خارجی به ژنوم گیاه امکان‌پذیر می‌کند. محققان از ویرایش ژن CRISPR-Cas۹ به عنوان کلید اصلی استفاده می‌کنند.

 

تزریق ژن به منظور ویرایش Cas۹ که آنزیمی است که DNA را مورد هدف قرار داده و آن را برش می‌دهد، همراه با RNA راهنمای کدگذاری DNA، ژن‌های خاصی را با دقت بالا ویرایش می‌کند. اتصال DNA به نانولوله بسیار دشوار است. با این روش جدید ویرایش، محققان به یخچال، اسلحه تزریق ژنی و باکتری نیاز ندارند و ماه‌ها ثابت باقی می‌مانند، می‌توان آن‌ها را فریز یا گرم کرد.