חברת Light Bio פיתחה צמחי פטוניות המכילות גן תאורה של גחליליות. האם הן ייתרו את פנסי הרחוב?
הגיע הלילה, ואני יוצא לרחוב. אלא שבמקום חושך, אני רואה אור עדין, חלש, מגיח מכל ערוגת פרחים, מכל גדר חיה. העלים בוהקים בתאורת-לילה רכה שמגיעה מתוך הצמחים עצמם, כאילו היו מלאים בגחליליות. הפרחים, במיוחד, מאירים את הלילה בגוונים ירקרקים, ורודים ותכולים. פנסי הלילה המלאכותיים מתנשאים מסביבי, ואני נזכר באורם הלבן והפולשני, בשנים בהן עוד פעלו. עכשיו אין בהם כבר צורך. הרחוב שטוף בתאורה שמגיעה מן הצומח, מן החי.
זהו העתיד אליו מנסה חברה חדשה להביא את כולנו. נראה שהיא במסלול הנכון, מכיוון שבחודשים האחרונים הצליחה לייט ביו (Light Bio) להנדס את הצמח הראשון שזוהר בחשיכה מבלי שיזדקק לטיפול מיוחד או לריסוס בכימיקלים. הצמח כבר מתחיל להימכר בהזמנה מהרשת – ואפילו קיבל את אישור המחוקק בארצות-הברית.
במילים אחרות, העתיד הזרחני שתיארתי ממש מסביב לפינה. אבל לפני שנגיע אליו נצטרך להתמודד עם ההיסטוריה של הצמחים המהונדסים-גנטית – ועם “טבח הפטוניות הגדול” של 2017. על כולם נדבר היום.
אבל נתחיל בהתחלה.
ההיסטוריה של העתיד
צמחים שזוהרים בחשיכה אולי נשמעים לנו כמו מדע בדיוני, אבל מדענים הצליחו להנדס כאלו כבר לפני שנים רבות. בשנת 1986 התגייס צוות שלם של חוקרים כדי להקנות לצמח הטבק את היכולת לזהור בחשיכה. הם החדירו לתוכו גן שהגיע מגחליליות, וכך יצרו את ההכלאה הראשונה בין צמח לגחלילית. וכן, הוא זרח בחושך.
זה היה הישג משמעותי באותם הימים, וסוקר בעיתונות בצורה נרחבת, אבל הייתה בעיה אחת גדולה עם הטבק הזוהר: הוא לא הפיץ אור בעצמו. הגן שהגיע מהגחליליות איפשר לטבק להפעיל כימיקל מסוים שהפיץ אור, לוציפרין שמו. אלא שהצמח לא ייצר בעצמו את הלוציפרין. החוקרים היו צריכים לרסס את הטבק בלוציפרין כדי לגרום לצמח לזהור. זה היה הישג מדעי יפה, אבל אף אחד לא התנדב לשתול בגינה שלו צמחי טבק שדורשים שטיפה מתמדת בלוציפרין.
עשרים-וקצת שנים לאחר מקרה הטבק, הצליחו חוקרים מאוניברסיטת סטוני ברוק לשפר את המוצר. הם שאלו גנים מחיידקים זרחניים תת-ימיים, והשתילו אותם, שוב, בטבק. אותם גנים היו אמורים לתת לצמח את אותו מנגנון מטבולי שבחיידקים. הצמח ייצר בעצמו את הכימיקל הזרחני ואת האנזים הדרוש כדי להפיק את הבוהק. הצמחים הללו עבדו נהדר במעבדה.
אבל העולם האמיתי אינו דומה לסביבת המעבדה.
הצמח שכמעט זהר בחשיכה
לפני קצת יותר מעשר שנים פתחו שני יזמים – עמרי עמירב-דרורי ואנתוני אוואנס – פרויקט קיקסטרטר יוצא דופן. למעשה, הוא היה כל-כך יוצא דופן, שעיתונים בכל רחבי העולם סיקרו אותו בהתלהבות, בחשש ואפילו בפניקה. אפשר להניח שהיזמים היו מרוצים מהתגובה, מכיוון שמספר עצום של מבקרים סקרנים בדקו את הפרויקט, וכמה אלפים מתוכם החליטו גם להשקיע בו. בסופו של דבר, אוואנס ועמירב-דרורי הצליחו לגייס 484,000 דולרים דרך הפרויקט.
המטרה? בוודאי כבר הבנתם: צמח שזוהר בחשיכה.
עמוד הפרויקט זכה למבקרים אינספור, והעיתונים התמלאו בביקורות במספר דומה. מדענים מכובדים חששו בקול רם מהשפעתם של הצמחים הזוהרים על הסביבה ועל החרקים. מחוקקים תהו האם הם צריכים לצפות לשיטפון של מדענים מטורפים שיגייסו כספים מהציבור כדי לממש את חזונות ההנדסה הגנטית שלהם ולעצב את העולם בדמותם. קיקסטרטר הקשיבו לביקורת, והודיעו שאינם מאשרים פתיחת פרויקטים חדשים בהנדסה גנטית. אבל זה לא שינה כבר ליזמים המקוריים, שיצאו לדרך עם כמעט חצי-מיליון דולרים כדי ליצור את הצמח הראשון שיזהר בחשיכה ויהיה זמין לציבור.
כל זה קרה לפני עשר שנים, והם עדיין לא הצליחו.
הכישלון של היזמים הללו מאד מתסכל, מכיוון שהם היו אמורים להצליח. המחקרים שהוכיחו את היתכנות הפרויקט כבר הופיעו בספרות המדעית. היזמים היו צריכים רק לבצע את אותה פעולה פשוטה-לכאורה בצמח חדש – וזהו. אבל ביולוגיה אינה מדע פשוט, וכל אורגניזם וכל מעבדה מגיעים עם מורכבויות משלהם. הצמחים המהונדסים שיצרו אמנם זהרו קלושות, אבל כמעט אי-אפשר היה לראות את האור בחדר חשוך. שנה עברה, ועוד אחת, ועדיין לא הגיעו להצלחה.
ארבע שנים לאחר פתיחת הפרויקט המקורי, הודיעו היזמים שנכשלו. הם פשוט לא הצליחו לשלב היטב את הגנים שהגיעו מהחיידקים כדי לגרום לצמח לזרוח בצורה משמעותית ומורגשת. זה היה רגע של משבר עבור חובבי ההנדסה הגנטית בכל העולם, ואני מודה שגם אני הייתי ביניהם. הפוטנציאל היה ברור כל-כך, וממש בקצות האצבעות – אבל הוא חמק מידינו.
אבל הנה הוא חוזר עכשיו.
הצמח החדש
כפי שאפשר להבין, היזמים שהקימו את לייט ביו לא התחילו יש מאין. הם הסתמכו על היסטוריה עשירה של מחקרים מוצלחים באקדמיה וניסיונות כושלים בתעשייה. הפעם, לפחות, מסתמנת הצלחה.
לייט ביו בחרה לשדרג פטוניות – צמח גינה ונוי נפוץ. החוקרים הסתמכו על מולקולה שנקראת “חומצה קפאית” (caffeic acid) שנמצאת בשפע בצמחים. בפטריה מסוימת קיים מסלול מטבולי שבסופו החומצה הקפאית הופכת ללוציפרין – אותו חומר שמפיק אור בגחליליות. הם החדירו את הגנים הרלוונטיים לפטוניה, וקיבלו צמח שאמור להיות מסוגל להפיק אור ממשי בכוחות עצמו.
ובניגוד לטענות קודמות, הוא באמת עושה את זה.
לפי הדיווחים מאנשים שנחשפו ל- “פטוניה הגחלילית” (Firefly Petunia) כפי שהיא מכונה, הצמח אכן מפיץ אור בחשיכה. כתבת NPR ססא וודראף מספרת ש –
“כשהאורות נכבים, עלי הכותרת ניצתים באיטיות בזוהר לבן-ירקרק. הצמח תמיד זורח, אבל עינינו הן אלו שצריכות להתאים את עצמן כדי לראות את האור. הניצנים הטריים הם הבוהקים ביותר ומדגישים את הפרחים הזוהרים.”
אבל האם הצמח לא ‘יידלק’ רק פעם אחת – כשהחומצה הקפאית הופכת ללוציפרין – ואז יפסיק לזהור? כדי להימנע מהסיכון הזה, הוסיפו החוקרים גנים שממחזרים את הלוציפרין והופכים אותו בחזרה לחומצה קפאית. הפטוניות אמורות להמשיך לזרוח לאורך כל מחזור חייהן.
נתאם לרגע ציפיות: הפטוניות אינן עומדות להאיר את החדר כולו כמו שעושה מנורת LED. מדובר בזריחה עדינה, שדומה לזו של הירח המלא בשמים. בחשכה מוחלטת הן יכולות להאיר את כפות הידיים. בשדרה חשוכה הן יוכלו לסמן את הדרך להולכי הרגל. ואם אמלא את חדר השינה שלי בפטוניות זוהרות, כנראה שאני ואשתי נוכל לראות אחד את השניה גם בחשיכה.
מה כבר צריך יותר מזה?
מינימום סיכון – מקסימום זוהר
השאלה המיידית שעולה היא האם בכלל אפשר יהיה לקנות את הפטוניות המהונדסות בארצות הברית. האם מנהל המזון והתרופות – ה- FDA הקפדני והפדנטי – לא יעצור את המכירה?
התשובה המפתיעה היא שה- FDA כבר אישר את המכירה והפצת הפטוניות הזוהרות. המנהל בחן את הצמח החדש והחליט שלא סביר שהוא יפיץ מחלות או גנים שונים לסביבה. מדובר בזן של פטוניות שאינו גדל באופן רגיל בצפון אמריקה, ואינו נחשב למין פולש. לפיכך, ממשל ארצות הברית קבע שיש סיכוי מינימלי לכך שהצמח יערער את המערכות האקולוגיות.
ומה לגבי החשש שהפטוניות יפריעו לחרקים צמאי-אור וימשכו אותם אליהן בלילה? החשש אכן קיים וממשי, אבל כפי שלייט ביו כתבו בבקשתם לממשל –
“פטוניות מגודלות באופן רגיל בסביבות מעשה-אנוש, בהן אנשים חיים ועובדים מדי יום, כמו בתים, בתי-עסק או גנים בוטניים. לרוב בסביבות אלו התאורה הלילית המגיעה ממקורות אור מלאכותיים גדולה בהרבה מהאור המופק מהפטוניות הזורחות-מעצמן.”
אנו רואים כאן חלק מהבעייתיות בניסיון לחזות את העתיד. פטוניה זורחת אחת בוודאי אינה מזיקה למערכת האקולוגית. אבל כיצד תשפיע ערוגה שלמה של פטוניות? שדרה של פטוניות? הר של פטוניות?
ובכן, כנראה שלא נראה הר של פטוניות, בדיוק מהסיבה שהגדירו ביו לייט. זהו צמח שמגודל בעיקר בסביבות עירוניות מהונדסות-היטב. אנחנו בוחרים היכן למקם אותו ובאיזה כמויות. ועל אף שתמיד יכולה להיות זליגת גנים כלשהי לסביבה, מסתמן שהסיכון לכך נמוך. לפחות לפי הממשל האמריקני. מעודד גם לגלות שכתב-העת המדעי נייצ’ר לא הצליח למצוא מדענים שינקבו בסיכונים בטיחותיים רציניים.
ועדיין, האם אנשים יסכימו בכלל לרכוש את הפטוניות המהונדסות-גנטית?
טבח הפטוניות הגדול
הבוטנאי טימו טירי גילה ב- 2015 את הלא-יאומן – והתחרט על כך עמוקות. הוא זיהה עציץ עם פטוניות כתומות, מסוג שלא אמור להיות קיים. הפטוניות הכתומות היחידות באותו הזמן, היו תוצר של הנדסה גנטית משנת 1987. באותן פטוניות הושתל גן שהגיע מתירס, והעניק להן את הצבע הייחודי. אותן פטוניות מעולם לא היו אמורות לצאת לחופשי. הן לא היו אמורות להיות קיימות בטבע.
טירי לקח דגימה מהפטוניות הכתומות שבעציץ, וגילה שהדנ”א שלהן תואם לשינויים שנערכו בפטוניות המהונדסות מ- 1987. הוא העביר דיווח לרשויות במדינה, והן הבינו – לפתע פתאום – שפטוניות מהונדסות-גנטית נמכרו בשטחן במשך כמעט עשור. ממשלות בכל העולם התעוררו והחליטו שהן יכולות להגיב להתפתחויות הללו בדרך אחת בלבד.
וכך החל טבח הפטוניות הגדול של 2017.
ממשלות פתחו במבצע חיסול סיטונאי של פטוניות כתומות. מגדלי פטוניות נדרשו לקטול, לשרוף, להעביר סטריליזציה ולקבור את הפטוניות הכתומות שלהם. תעשיית הפטוניות נפגעה קשות. בסופו של דבר הגיעו הפקחים גם לאנשים הקטנים – למגדלי הפטוניות – וביקשו מהם להשמיד את הצמחים ואת הזרעים שבגינותיהם.
התשובה שקיבלו, הייתה חד-משמעית. דיאן בלייזק, מנהלת לשכת הגנים הלאומיים, שחזרה עבור NPR את התשובות שהתקבלו.
“חכו רגע, זו פטוניה.” היא שיחזרה בתגובות הגננים. “אנחנו לא אוכלים אותה. הגן הכתום הגיע מתירס. למה? למה אנחנו לא יכולים לשתול אותה?”
הציבור, מסתבר, לא התרגש יותר מדי מהצמח המהונדס-גנטית. הוא הצליח להסכין עם הפטוניות הכתומות, על אפו ועל חמתו של המחוקק. בסופו של דבר החליטו הרשויות בארצות הברית לאפשר את מכירת הפטוניות המהונדסות-גנטית אחרי הכל.
כמובן שאין דין פטוניות כתומות כדין פטוניות שזוהרות בחשיכה. ובכל זאת, אם נשפוט לפי התגובה לפטוניות הזרחניות, נראה שהציבור מוכן לאמץ אותן בשתי ידיו. יותר מעשרת-אלפים לקוחות הצטרפו כבר לרשימת ההמתנה לרכישת הפטוניות הגחליליות, והחברה מתכוונת למכור אותן דרך הרשת בשנה הקרובה, לפני שיעבירו את הצמחים הזוהרים גם למשתלות ברחבי אמריקה. מתי והאם הן יגיעו לישראל? על זה עדיין מוקדם לדבר. בכל מקרה, לא נראה שאפשר יהיה לעצור את התפשטות הפטוניות בעולם. כל מגדל פטוניות יוכל להפיץ אותן כרצונו – ולייט ביו בחרה במכוון שלא לעצור את ההתנהלות הזו.
“הדרך הטובה ביותר להתמודד עם זה,” אמר אחד ממייסדי החברה בריאיון לנייצ’ר, “היא להגות מוצרים חדשים, טובים יותר.”
לאן מתקדמים מכאן?
לאן מתקדמים מכאן? לעולם של פטוניות שזוהרות בחשיכה, כמובן. אבל זוהי רק ההתחלה וסימן לעתיד.
נכון להיום אפשר למצוא רק מספר קטן מאד של צמחים שהונדסו-גנטית שלא למטרות מאכל. אפילו המשעממים ביותר מביניהם – פרחי ציפורן שהונדסו כך שיהיו ורודים-סגולים – מוסיפים יופי וצבע לעולם. המעניינים יותר יכולים לבצע פעולות באמת מרשימות: למשל, צמחים שהונדסו במיוחד על מנת לטהר את האוויר בחדר.
טכנולוגיות ההנדסה הגנטית פותחות עבורנו עולם חדש ומופלא. אפילו אם ניצמד רק לאפשרות הפשוטה של הפקת אור מצמחים, אפשר לדמיין עתיד בו עצים בעיר יפיקו בוהק שיתחרה בזה של עששיות רחוב עדינות, או של צמחים שמדווחים לחקלאי על חולי וצמא למים באמצעות איתותים זוהרים.
ולמה לעצור שם?
האם נראה בעשור הקרוב צמחי מרפא באמת ובתמים – מהסוג שכל אדם יוכל לגדל בגינתו, ושבעורקיהם יזרמו מולקולות שיכולות להרגיע צריבה בעור?
האם נהיה עדים לצמחי ‘פעמון’ אמיתיים – שמסוגלים לרטוט ולהפיק קולות עדינים, בסולמות ושילובי צלילים שנעימים לאוזן האנושית?
אולי נוכל לתכנת עצים כדי שייצרו עבורנו בתי-עץ, מבלי שנצטרך לנסרם ולהורגם לטובת העניין?
עולם חדש ומופלא לפתחנו, והוא מתחיל בפרחים שזוהרים בחשיכה.
עוד בנושא באתר הידען:
