راهی برای حل بزرگ ترین معضل بشر

بررسی های اخیر پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان امریکا نشان می دهد آنزیم های ترشح شده از باکتری های موجود در معده گاو، می توانند ذرت را به سوخت تبدیل کنند. در پی این یافته، این گروه از پژوهشگران نوع جدیدی از ذرت، موسوم به ذرت اسپارتان۳ را در سطح آزمایشگاهی تولید کرده اند. آنزیم های ترشح شده از باکتری های معده گاو یا همان فلور طبیعی معده گاو، می توانند فیبر موجود در غلات و انواع میوه ها و سبزی ها را تجزیه کرده و این پلی ساکارید سنگین را به ساکاریدهای ساده تبدیل کنند. این قندهای ساده را می توان به «اتانول» سوخت پاک قابل استفاده برای انواع خودروها و کامیون ها تبدیل کرد.

پژوهشگران دانشگاه میشیگان برای پرورش ذرت های حاوی آنزیم های باکتری های معده گاو، ژن های این باکتری ها را به ذرت تزریق کرده اند. این انتقال ژنتیکی اگر به نتیجه مطلوب برسد، ذرت های تولیدی بدون نیاز به افزودن آنزیم های باکتری های موجود در روده گاو، خود به خود فیبر را به ساکاریدهای ساده تبدیل می کنند. دکتر مارتین استیک لن سرپرست این طرح پژوهشی می گوید؛ «اگر با تزریق ژن های باکتری های معده گاو به دانه ذرت بتوانیم ذرتی با توانایی تبدیل فیبر به ساکاریدهای ساده تولید کنیم، به راحتی سوخت زیستی یا پاک تهیه کرده ایم.» آنزیم های گوارشی معده گاو که از باکتری های معده گاو ترشح می شوند، فیبر انواع گیاهان دانه غلات، حبوبات و انواع میوه و سبزی موسوم به «سلولز» را تجزیه کرده و آن را به انرژی تبدیل می کنند. این تبدیل به ظاهر ساده، گام مهمی برای تهیه سوخت های پاک (سوخت های زیستی) است. پیش از این در صنعت تولید سوخت های زیستی، فقط مغز ذرت و دیگر غلات برای تهیه اتانول استفاده می شد، اما با این طرح جدید، از ذرت کامل برای تهیه اتانول استفاده خواهد شد. به این ترتیب با افزایش سطح تولید، سوخت های پاک با قیمت ارزان تری در اختیار مصرف کننده قرار خواهد گرفت. تبدیل فیبر گیاهان به ساکاریدهای ساده، نیازمند استفاده از سه نوع آنزیم است. اما ذرت تولید شده در این طرح، موسوم به ذرت اسپارتان۳ هر سه نوع آنزیم ضروری برای تبدیل فیبر به ساکاریدهای ساده را دارد. سیر تولید ذرت اسپارتان۳ از سال ۲۰۰۷ میلادی آغاز شد. نوع نخست این ذرت ها، تنها می توانستند سلولز را به قطعات بزرگ ساکارید تجزیه کنند. این توانایی نیز با تزریق آنزیم های تهیه شده از نوعی باکتری موجود در چشمه های آب گرم در ذرت ایجاد شد. نوع دوم، موسوم به ذرت اسپارتان ۲ که حاوی ژن های نوعی قارچ بود، می توانست قطعات بزرگ ناشی از تجزیه سلولز در مرحله اول را به ساکاریدهای ساده تر تجزیه کند. اما نوع سوم یا همین ذرت اسپارتان۳، با دارا بودن ژن باکتری های موجود در روده گاو، می تواند سلولز را به طور کامل به ساکاریدهای بسیار سبک موسوم به منوساکاریدها (تک قندی ها) تجزیه کند. این منوساکاریدها را به راحتی می توان به اتانول تبدیل کرد. به این ترتیب زمانی که بتوان سلولز را به منوساکارید تبدیل کرد، می توان از آن اتانول به دست آورد. دکتر استیک لن درباره فواید اقتصادی طرح می گوید؛ «با حذف مراحل حد واسط برای تجزیه سلولز، مبالغ هنگفتی صرفه جویی خواهد شد. از طرفی نیازی به صرف هزینه برای خرید آنزیم های تجزیه کننده به صورت مجزا نیست و همه اینها باعث کاهش هزینه ها در مراحل مختلف تولید سوخت های پاک (زیستی) خواهد شد.» برای تولید ذرت اسپارتان۳، DNA ژن های باکتری های معده گاو به سلول های گیاه ذرت تزریق می شود. خوشبختانه سلول های میزبان (ذرت) نیز سازگاری مناسبی با DNA ورودی نشان داده اند و تاکنون موردی برای پس زدن این تزریق ژنتیکی دیده نشده است. دکتر استیک لن درباره تزریق DNA باکتری به دانه ذرت توضیح می دهد؛ «هرچند در ابتدا کار را با ریسک نسبتاً بالایی آغاز کردیم و گزینه ها و در نتیجه خطا و آزمون های فراوانی پیش رویمان بود، اما اکنون مکان درست تزریق را یافته ایم.» وی در ادامه می گوید؛ «یکی از اجزای سلولی مطمئن برای تزریق DNA، واکوئل های دانه ذرت است.

در واقع از ابتدا واکوئل های ذرت به عنوان ساختار هدف برای تزریق DNA باکتری های معده گاو انتخاب شدند، اما باز هم احتمال خطا وجود داشت.

ولی نتایج نشان می دهد انتخاب درستی انجام داده ایم.» دکتر استیک لن درباره دلیل انتخاب واکوئل های ذرت به عنوان ساختار هدف برای تزریق DNA باکتری های معده گاو می گوید؛ «پس از تزریق DNA باکتری به واکوئل ها، آنزیم های ساخته شده در همان واکوئل ها ذخیره می شوند. به این ترتیب احتمال به هدر رفتن آنزیم ها هم به حداقل می رسد.» وی در پایان می گوید؛ «ذرت اسپارتان ۳، گام مهمی در علم، تکنولوژی و البته اقتصاد و حتی سیاست محسوب می شود چرا که مساله سوخت و تولید آن، به ویژه سوخت پاک، یکی از پایه های قدرت کشورها است و به نظر می رسد به این توان دست یافته ایم. اما گذشته از همه اینها با تولید انبوه سوخت های پاک، بزرگ ترین معضل بشر، یعنی آلودگی های زیست محیطی برطرف خواهد شد. فراموش نکنیم، سلامت تک تک ما نیز به سلامت محیط زیست مان وابسته است و برای حفظ سلامت خود و محیط زیست اطراف مان نباید از هیچ تلاشی فروگذار کنیم.»