گوجه فرنگی تغییر ژنتیکی‌شده می‌تواند منبع جدیدی از ویتامین D باشد

طبق برآوردها، یک میلیارد نفر ویتامین D کافی ندارند. کمبود ویتامین دی وضعیتی که می‌تواند در مشکلات سلامتی مختلفی ازقبیل اختلالات ایمنی و عصبی نقش داشته باشد. گیاهان به‌طور‌ کلی منبع ضعیفی از این ماده مغذی هستند و بیشتر مردم ویتامین D را ازطریق مصرف محصولات حیوانی مانند تخم‌مرغ، گوشت و لبنیات به دست می‌آورند.

وقتی گوجه‌فرنگی‌های ویرایش ژنی‌شده که ۲۳ مه در مجله‌ی Nature Plants توصیف شده‌اند، در آزمایشگاه درمعرض نور فرابنفش قرار گرفتند، مقداری از پیش‌سازی به نام پروویتامین D3 در آن‌ها به ویتامین D3 تبدیل شد؛ اما این گیاهان هنوز مناسب استفاده تجاری نیستند و مشخص نیست که وقتی در محیط خارج از آزمایشگاه رشد کنند، چه عملکردی خواهند داشت.

جاناتان نیپر، زیست‌شناس مرکز تحقیقات روتامستد بریتانیا می‌گوید، این نمونه امیدوارکننده و غیرمعمولی از استفاده از ویرایش ژن برای بهبود کیفیت تغذیه‌ای محصولات کشاورزی است و این کار به دانش عمیق از بیوشیمی گوجه‌فرنگی نیاز دارد. او می‌گوید: «شما فقط چیزی را می‌توانید ویرایش کنید که آن را درک کنید. به‌خاطر اینکه بیوشیمی آن را درک می‌کنیم، می‌توانیم این نوع مداخلات را انجام دهیم.»

تغییرات هدفمند

ویرایش ژن تکنیکی است که به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا تغییرات هدفمندی را در ژنوم موجود زنده ایجاد کنند و به‌عنوان یکی از راه‌های بالقوه ایجاد محصولات بهتر درنظر گرفته می‌شود. اگرچه محصولات تراریخته که با وارد کردن ژن‌ها درون ژنوم گیاه تولید می‌شوند، اغلب باید توسط سازمان‌های ناظر به‌طور جامع بررسی شوند. بسیاری از کشورها این فرایند را برای محصولات دارای ژنوم ویرایش‌شده ساده کرده‌اند؛ به شرط اینکه ویرایش نسبتاً ساده باشد و جهشی را ایجاد کند که به‌طور طبیعی نیز رخ می‌دهد.

نیپر می‌گوید اما راه‌های نسبتاً کمی برای استفاده از این نوع ویرایش ژن برای افزایش محتوای تغذیه‌ای محصولات کشاورزی وجود دارد. اگرچه می‌توان از ویرایش ژن برای غیرفعال‌ کردن ژن‌ها به روش‌هایی استفاده کرد که برای مصرف‌کنندگان مفید است (برای مثال، با حذف ترکیب گیاهی که می‌تواند باعث آلرژی شود)، پیدا کردن موقعیت‌هایی که در آن ایجاد جهش در یک ژن منجر به تولید ماده مغذی جدیدی می‌شود، بسیار سخت‌تر است.

اگرچه برخی از گیاهان به‌طور طبیعی فرم‌هایی از ویتامین D را تولید می‌کنند، این ماده اغلب به مواد شیمیایی تبدیل می‌شود که رشد گیاه را تنظیم می‌کند. مهار مسیر تبدیل می‌تواند موجب تجمع پیش‌ساز ویتامین D شود، اما رشد گیاه را نیز متوقف خواهد کرد. کتی مارتین، زیست‌شناس مؤسسه جان اینس بریتانیا می‌گوید: «اگر بخواهید عملکرد گیاهان بالا باشد، این موضوع بسیار مهمی است که باید درنظر گرفته شود.»

اما گیاهان تیره سولاناسه (سیب‌زمینیان) همچنین مسیر بیوشیمیایی موازی دارند که طی آن پروویتامین D3 به ترکیبات دفاعی تبدیل می‌شود. مارتین و همکارانش با بهره‌گیری از این مزیت گیاهانی را مهندسی کرده‌اند تا پروویتامین D3 تولید ‌کنند: آن‌ها دریافتند که در آزمایشگاه، مهار مسیر مذکور بدون اینکه رشد گیاه را مختل کند، منجر به تجمع پیش‌ساز ویتامین D3 می‌شود.

دومینیک ون‌در استراتن، زیست‌شناس دانشگاه گنت بلژیک می‌گوید، پژوهشگران باید تعیین کنند که آیا مهار تولید ترکیبات گیاهی بر توانایی گیاه گوجه فرنگی برای مقابله با استرس‌های محیطی هنگام رشد در بیرون از آزمایشگاه تأثیر می‌گذارد یا نه.

مارتین و همکارانش قصد دارد این موضوع را مطالعه کنند و مجوز کاشت گوجه فرنگی‌های ویرایش ژنی شده خود را در مزارع گرفته‌اند. این تیم همچنین امیدوار است که تأثیر قرار گرفتن درمعرض اشعه ماوراء بنفش در فضای باز را بر تبدیل پروویتامین D3 به D3 در برگ‌ها و میوه‌های گیاهان اندازه‌گیری کند.

مارتین با اشاره به آب‌و‌هوای بسیار بارانی این کشور می‌گوید احتمالاً آزمایش‌ها در آنجا موفق نخواهد بود. او می‌گوید وقتی با همکارش در ایتالیا تماس گرفت تا بپرسد که آیا می‌توانند آزمایش‌های خود را تحت شرایط آفتابی‌تر ایتالیا انجام دهند، او پاسخ داد که دریافت مجوز این کار حدود دو سال طول می‌کشد.

اگر گوجه‌فرنگی‌ها در مطالعاتی که در مزارع انجام می‌شود، عملکرد خوبی داشته باشد، درنهایت می‌توانند به فهرست محدود محصولات تقویت‌شده ازنظر تغذیه‌ای بپیوندند که دردسترس مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند. نیپر هشدار می‌دهد که مسیر رسیدن به بازار بسیار طولانی است و پر از پیچیدگی‌های مربوط به مالکیت معنوی، مقررات و چالش‌های تدارکاتی است‌.

چند دهه طول کشید تا برنج طلایی، نسخه مهندسی‌شده‌ای از محصول برنج که یکی از پیش‌سازهای ویتامین A را تولید می‌کند، از آزمایشگاه به مزرعه برسد و سرانجام سال گذشته در فیلیپین برای کشت تجاری تأیید شد.

آزمایشگاه ون‌‌در استراتن درحال ایجاد گیاهان ازنظر ژنتیکی اصلاح‌شده‌ای است که سطوح بالایی از چندین ماده مغذی ازجمله فولات، پروویتامین A و ویتامین B2 را تولید می‌کنند. او می‌گوید چنین محصولات غنی‌شده‌ای نقش کمی در مقابله با مشکل سوءتغذیه دارند و ویرایش ژن فقط یکی از رویکردهایی است که با آن می‌توانیم به مردم کمک کنیم.