تطور فهم الخلايا الجذعية في النباتات: دراسة حديثة من مختبر كولد سبرينغ هاربور

في خطوة هامة نحو فهم أعمق لبيولوجيا النباتات، قام علماء الأحياء النباتية في مختبر كولد سبرينغ هاربور برسم خريطة لمنظمين معروفين للخلايا الجذعية عبر آلاف الخلايا في نباتي الذرة والأرابيدوبسيس. وقد كشفت هذه الأبحاث عن منظمات جديدة للخلايا الجذعية وربطت بعضها بتغيرات الحجم في نبات الذرة، مما يفتح آفاقاً جديدة لفهم وتطوير النباتات.

منهجية البحث والتقنيات المستخدمة

ركز الباحثون في البداية على منظمين معروفين للخلايا الجذعية وهما CLAVATA3 وWUSCHEL. حيث قام الدكتور الباحث السابق شياو سا شو بتفكيك قطعة صغيرة من براعم الذرة والأرابيدوبسيس التي تحتوي على الخلايا الجذعية. بعد ذلك، استخدمت الفريق تقنية “الميكروفلويدكس” لفصل كل خلية وتحويل RNA الخاص بها إلى DNA ووضع علامة تحدد الخلية الأصلية.

تسمح عملية تسلسل RNA أحادي الخلية للباحثين برؤية كيفية تعبير الجينات في آلاف الخلايا في وقت واحد. وقد أوضح البروفيسور ديفيد جاكسون أن هذه التقنية توفر خريطة تعبير جيني يمكن استخدامها من قبل المجتمع العلمي، مما يوفر عليهم تكرار التجربة.

نتائج البحث وأهميتها

سمحت تقنية تسلسل RNA أحادي الخلية للفريق باستعادة حوالي 5000 خلية تعبر عن CLAVATA3 و1000 خلية تعبر عن WUSCHEL. ومن ثم، تمكنوا من تحديد مئات الجينات التي تعبر بشكل تفضيلي في الخلايا الجذعية لكلا النباتين، مما يشير إلى أهميتها التطورية عبر العديد من الأنواع النباتية.

بناءً على هذه النتائج، تمكن الباحثون من ربط بعض منظمات الخلايا الجذعية بإنتاجية نبات الذرة، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في المستقبل المربين في اختيار سلالات معينة لإنتاج الغذاء أو العلف الحيواني أو الوقود.

التطبيقات المستقبلية والآفاق

يعتبر هذا البحث معرفة تأسيسية يمكن أن توجه الأبحاث في العقد المقبل، حيث يمكن استخدامها من قبل علماء الأحياء التطورية وكذلك من قبل الفسيولوجيين الذين يفكرون في كيفية نمو آذان الذرة وتحسين إنتاجيتها.

كما يمكن أن تساعد هذه المعرفة في تطوير محاصيل جديدة تكون أكثر تحملًا للعوامل البيئية وأعلى إنتاجية، وهو ما يعد هدفًا مهمًا في عصر يتزايد فيه الطلب على الغذاء والطاقة.

الخاتمة

يعد هذا الإنجاز خطوة كبيرة نحو فهم أعمق لبيولوجيا الخلايا الجذعية النباتية، حيث يوفر الأساس لفهم التنوع النباتي وتحسين الإنتاجية الزراعية. ومن خلال رسم خريطة لتعبير الجينات في الخلايا الجذعية، يمكن للباحثين والمربين الاستفادة من هذه المعرفة لتطوير محاصيل أكثر كفاءة وملائمة للبيئات المختلفة، مما يسهم بشكل كبير في تلبية الاحتياجات الغذائية والطاقوية المتزايدة على مستوى العالم.