אבי בליזובסקי
צוות משותף של חוקרים מהטכניון ומהאוניברסיטה העברית הצליח לפתח, בשיטות של הנדסה גנטית, צמחים החסינים לקוטלי עשבים. הפיתוח התאפשר באמצעות שילוב של קוטל עשבים חדש עם נוגדן קטליטי המפרק אותו, כך מגלה השבוע כתב העת המדעי היוקרתי Nature Biotechnology.
בשלב הראשון פיתחו החוקרים קוטל עשבים חדש, אשר ניתן לפרקו באופן קטליטי על ידי נוגדן קטליטי ספציפי. לאחר מכן הם שיבטו את הגֶן של אותו נוגדן בעשב בשם תודרנית לבנה (Arabidopsis thaliana). לבסוף הראו המדענים, שצמחים טרנסגניים עמידים לחלוטין לקוטל העשבים החדש.
“מניעת הצמיחה של עשבים הינה משימה קשה ויקרה,” הסביר פרופסור אהוד קינן מהפקולטה לכימיה בטכניון. “זוהי אחת הבעיות המרכזיות בחקלאות המודרנית, שכן עשבים עשויים להזיק לא רק לצמחי התרבות, אלא גם לבעלי חיים.”
פרופסור קינן ביצע את המחקר יחד עם הדוקטורנטים אבידור שולמן ואירה בן-שיר, ועם פרופסור שמואל וולף והדוקטורנטית יעל וייס מהפקולטה למדעי החקלאות, המזון ואיכות הסביבה באוניברסיטה העברית, רחובות. “הענקה של חסינות לקוטלי עשבים לצמחים מסחריים היא יעד חשוב מאוד. התוצאות שלנו עשויות לפתוח פתח לשיטות חדשות של קטילת עשבים, בעיקר עשבים אשר יש להם קרבה גנטית לגידול העיקרי,” הוא אומר.
השיטות המסורתיות של פיתוח זנים עמידים לקוטלי עשבים, מבוססות על טיפוח צמחים והכלאה בין צמחי תרבות לבין צמחים בעלי עמידות טבעית. לאחרונה החל גם שימוש בסלקציה של תרביות תאים, במטרה ליצור גידולים חסינים. החוקרים התמקדו בקוטלי עשבים ממשפחת הקרבמאטים, הנמצאים כיום בשימוש מסחרי כמעכבי נביטה. הם תכננו וייצרו קוטל עשבים קרבמאטי חדש, אשר ניתן לפרקו ביעילות רבה מאוד באמצעות נוגדן קטליטי ייחודי. כל מולקולת נוגדן היא חלבון, אשר מיוצר במערכת החיסונית של היונקים. כל חלבון כזה מקודד על ידי גן ספציפי, שאותו ניתן לשבט לתוך אורגניזם אחר. ביטויים של נוגדנים קטליטיים באורגניזם כלשהו, מהווה אסטרטגיה כוללת לשינוי של האורגניזם כולו – לא רק צמחים.
פרופסור קינן מוסיף כי חקר הנוגדנים הקטליטיים הוא בעיקרו תחום מחקר כימי, אשר מנצל את המגוון העצום של מולקולות נוגדן שונות במערכת החיסונית ואת אפשרויות התיכנות שלהם, המצויות כיום בידי חוקרי המעבדה. תחום הנוגדנים הקטליטיים ממוקם בממשק שבין מדעי הכימיה והאימונולוגיה. במהלך שני העשורים האחרונים כבר נרשמו בתחום יצירתי זה הצלחות ביצירת נוגדנים חד-שבטיים (monoclonal antibodies) ליותר מ-100 תגובות כימיות. הרשימה ההולכת וגדלה של יישומים מועילים כוללת סינתזה אורגנית סלקטיבית, חישה ביולוגית (biosensing), הבנה מנגנונית של ביו-קטליזה ושל האבולוציה שלה, ויישומים רפואיים, כולל כימותרפיה נגד סרטן. הצלחת החוקרים בפיתוחם של צמחים חסינים לקוטלי עשבים, ממחישה את האפשרויות שטרם נחקרו – השיפור הפנים-גופי של הפֶנוֹטִיפּ של האורגניזם על ידי שימוש בגן המקודד את הנוגדן הקטליטי לתוך הגנום של אותו אורגניזם. המסר המרכזי הוא שנוגדן קטליטי, אשר תוכנן ויוּצר כהלכה, יכול לפתור כל בעיה אשר ניתן להגדירה במונחים של תגובה כימית. כיוון מחקר זה מציע אפשרויות אטרקטיביות בביוטכנולוגיה, בתעשייה הכימית, בחקלאות וברפואה.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~495402134~~~27&SiteName=hayadan
