كيف يمكن للخلايا الجذعية النباتية أن تدعم النمو البشري.. إمكانية الحد من البصمة الكربونية للزراعة

لقد حظيت الخلايا الجذعية لدى البشر والحيوانات باهتمام كبير لقدرتها على إصلاح وتجديد الأنسجة التالفة.

من علاج الأمراض التنكسية إلى تمكين العلاجات المتقدمة، أحدثت هذه الخلايا ثورة في الأبحاث الطبية، ومع ذلك، فإن الخلايا الجذعية ليست حكراً على مملكة الحيوان.

الخلايا الجذعية النباتية

تمتلك النباتات أيضًا خلايا جذعية خاصة بها، تعمل بهدوء على دفع عملية النمو والتجدد تحت جذورها وبراعمها.

ورغم أن الخلايا الجذعية النباتية لم تحظ بنفس القدر من الاهتمام، فإنها تتمتع بإمكانات هائلة لتعزيز الزراعة واستدامة الغذاء.

وقال هوانزونج وانج، أستاذ علم الأحياء الجزيئي للنبات في كلية الزراعة والصحة والموارد الطبيعية، إن الخلايا الجذعية النباتية لديها إمكانات كبيرة لدعم التنمية البشرية – وخاصة من خلال تعزيز مرونة إمدادات الغذاء.

قال البروفيسور وانج: “إن الأمر لا يقتصر على البشر والحيوانات، فالنباتات لديها خلايا جذعية أيضًا، وعلينا أن نوليها اهتمامًا خاصًا”.

الخلايا الجذعية وتطور النبات

تدين النباتات بنموها وطول عمرها إلى مجموعة متنوعة من الخلايا الجذعية التي تحكم انقسام الخلايا وتمايزها.

هذه الخلايا، التي توجد عميقًا داخل الجذور والبراعم والجهاز الوعائي للنباتات، ضرورية لقدرة النبات على النمو.

نُشرت الدراسة في مجلة New Phytologist .

وأشار البروفيسور وانج إلى أن هذه الشبكة المعقدة من الخلايا الجذعية تضمن قدرة النباتات على النمو إلى الأعلى والأسفل، وتشكيل سيقان أو جذوع أكثر سمكًا عندما يكون ذلك ضروريًا.

قال وانج: “يمكن للنباتات أن تنمو لسنوات عديدة لأن الأنواع المختلفة من الخلايا الجذعية تضمن بشكل أساسي قدرتها على النمو في الهواء وفي أعماق الأرض، ولتنمية ساق أو جذع أكثر سمكًا، فإنها تحتاج إلى نوع آخر من الخلايا الجذعية”.

الدور الحاسم لجين HVA

رغم أن الخلايا الجذعية النباتية لم تجتذب نفس القدر من الاهتمام الذي اكتسبته نظيراتها الطبية الحيوية، إلا أنها تتمتع بإمكانات مذهلة لتعزيز إمداداتنا الغذائية .

تسلط أبحاث البروفيسور وانج الضوء على كيفية أن فهم هذه الخلايا يمكن أن يؤدي إلى محاصيل أقوى وأكثر مرونة.

نشر مختبره مؤخرًا دراسة في مجلة New Phytologist تصف دور جين عامل النسخ المسمى HVA .

يتحكم جين HVA في انقسام الخلايا في الخلايا الجذعية الوعائية، والتي هي المسؤولة عن إنتاج الحزم الوعائية التي تنقل الماء والمواد المغذية في جميع أنحاء النبات.

يؤدي الإفراط في التعبير عن هذا الجين إلى زيادة عدد الحزم الوعائية بشكل كبير، مما يعزز المرونة البنيوية للنبات.

تعزيز المرونة الزراعية

قال البروفيسور وانج: “في النباتات التي لا تحتوي على زيادة في التعبير عن جين HVA، لاحظنا وجود ما بين خمسة إلى ثمانية حزم وعائية، وعلى النقيض من ذلك، كان لدى النباتات التي تحتوي على نسخة واحدة من الجين المفرط التعبير عنه أكثر من 20 حزمة، وكانت النباتات التي تحتوي على نسختين تحتوي على أكثر من 50 حزمة”.

العواقب المترتبة على ذلك واضحة بالنسبة للزراعة، فالمحاصيل الأطول والأرفع مثل الذرة قد تستفيد من زيادة مقاومة الرياح بمساعدة حزم وعائية إضافية.

قال وانج: “عندما تنمو النباتات بشكل أطول، فهناك خطر سقوطها، وجود المزيد من الحزم الوعائية يضمن قدرة النبات على الوقوف ساكنًا ومقاومة هذه الظروف”.

توسيع نطاق البحث خارج نطاق نبات الخردل

على الرغم من أن البحث أجري باستخدام كائن نموذجي من عائلة الخردل، فإن جين HVA موجود في أنواع مختلفة من النباتات، مما يشير إلى إمكانية تطبيقه على نطاق واسع.

ويخطط فريق وانج للتحقيق في عوامل النسخ الأخرى في نفس عائلة الجينات لكشف المزيد من أسرار تطور الأوعية الدموية في النبات.

وأشار وانج إلى أننا “مهتمون بدراسة جينات أخرى وثيقة الصلة لمعرفة وظيفتها، وسيكون من المثير للاهتمام دراسة كيفية تأثير عائلة الجينات هذه على تطور الأوعية الدموية”.

الخلايا الجذعية النباتية والزراعة المستدامة

مع استمرار ارتفاع عدد سكان العالم، أصبح الطلب على مصادر الغذاء المستدامة والمرنة أكثر إلحاحًا.

يمكن للخلايا الجذعية النباتية، بقدرتها الفريدة على تحفيز النمو والتجدد، أن تلعب دوراً محورياً في هذا الجهد.

ومن خلال تسخير القوة التجديدية لهذه الخلايا، يستطيع العلماء تطوير محاصيل لا تنمو بشكل أسرع فحسب، بل وتظهر أيضًا قدرة أكبر على الصمود في مواجهة الضغوط البيئية مثل الجفاف والآفات وظروف المناخ المتغيرة .

ويفتح البحث في الخلايا الجذعية النباتية أيضًا إمكانية تقليل الاعتماد على الأسمدة والمبيدات الحشرية الكيماوية.

وبفضل المحاصيل الأكثر قوة، يمكن للمزارعين أن يشهدوا زيادة في الغلة مع الحد من الأضرار البيئية، ويتماشى هذا مع الحركة الأوسع نطاقا نحو الزراعة المستدامة والحد من البصمة الكربونية للزراعة.