שתפו‬        

נינה סודין

נס פך השמן, הגרסה הצמחית

חוקרים מסינגפור הצליחו לגרום לצמח לייצר כמות גדולה יותר של שמן בזרעיו – מה שעשוי לסייע במאבק נגד חוסר הביטחון התזונתי בעולם ולאפשר לצמצם את בירוא היערות לצורכי חקלאות. האם הטכנולוגיה תוביל לנס?
22 בדצמבר 2022



אילו היינו מקבלים לידינו לכבוד החנוכה את היכולת לחולל ניסים, ייתכן שהיינו בוחרים להגדיל באורח-פלא את כמות הכסף בחשבון הבנק שלנו, להוסיף כמה שעות ליממה או לדלג ללא טיסה לקצה השני של העולם. כך או כך, לא בטוח שהיה עולה על דעתנו, מכל הדברים שבעולם, לחולל נס דווקא ברוח החג – ולגרום לכך שבקבוק השמן שממתין לנו בסבלנות על השיש במטבח יספיק לזמן רב יותר.

עם זאת, גם בימינו יש חשיבות גדולה לכמויות השמן, פחות כאמצעי להדלקת תאורה – ויותר כרכיב וכמקור אנרגיה מרכזי בתזונה שלנו. למעשה, הגדלת כמות השמן בצמחים שאנחנו ניזונים מהם היא מטרה חשובה עבור מדענים. לאחרונה, חוקרים מסינגפור הצליחו להגיע להתקדמות משמעותית בתחום, וגרמו לצמח לצבור בזרעיו כמות שמן שגדולה בכ-18-15 אחוז מזו שנמצאת בהם בדרך כלל.

המחקר החדש, שהתפרסם בכתב העת המדעי Science Advances, עסק בצמח התודרנית הלבנה (Arabidopsis thaliana), עשב בעל פרחים לבנים שנפוץ באירופה, באסיה ובצפון אפריקה ושמשמש רבות במחקרים מדעיים. המדענים ביצעו שינוי גנטי בחלבון שנקרא WRINKLED1 (או בקיצור WRI1), שלו תפקיד חשוב ברגולציה של ייצור השמן שמייצר הצמח, עקב כך שהוא משפיע על ביטויים של גנים רלוונטיים. המדענים שינו בעזרת הנדסה גנטית את החלק בחלבון שנקשר ל-DNA – וכך הצליחו לגרום לחלבון להיקשר אליו טוב יותר, ולהעלות את כמות השמן בזרעים.

Marie-Lan Nguyen, CC-BY 2.5
המחקר החדש עסק בצמח התודרנית הלבנה (Arabidopsis thaliana), עשב בעל פרחים לבנים שנפוץ באירופה, באסיה ובצפון אפריקה. צילום: Marie-Lan Nguyen, CC-BY 2.5

המשמעות של יישום הפיתוח החדש בזרעים אכילים ובאגוזים תהיה הגדלת כמות הקלוריות בהם – כלומר, מי שיאכלו אותם יוכלו לשבוע מכמות קטנה יותר של הזרע או הפרי. כך, אפשר יהיה להשתמש באותה כמות של מזון כדי להאכיל מספר גדול יותר של אנשים. לחילופין, יישום של פיתוח זה בזרעים שמשמשים לייצור שמן מאכל עשוי להגדיל את תפוקת השמן שלהם.

לאחרונה, החוקרים שמאחורי "נס זרעי השמן" הגישו בקשה לפטנט לשיטה שפיתחו, וכיום הם מחפשים אחר שותפים בתעשייה, במטרה למצוא יישומים מסחריים לפיתוח. אם הפיתוח אכן יותאם בעתיד להפקת שמן למאכל, וייכנס לשוק המסחרי, יכולות להיות לכך משמעויות לא-מבוטלות. "כיום אנחנו משתמשים בכ-50 אחוז משטח כדור הארץ לצרכים חקלאיים, ועוד ועוד יערות נכרתים כל הזמן כדי לפנות שטחים נוספים לחקלאות", מסביר פרופ' מרסלו שטרנברג מהמעבדה לאקולוגיה של צמחים בביה"ס למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב. "במקום זאת, אפשר למקסם את השימוש בקרקע, על ידי שיפור איכות הגידולים או על ידי הגדלת כמות היבול שמופק מהם".

רצף גנטי שנשמר לאורך האבולוציה

יש לציין שהתודרנית הלבנה היא אורגניזם מודל –  כלומר, היא לא משמשת בפועל להפקת שמן למאכל, אלא למחקר מדעי בלבד. "לניסויים כמו זה שביצעו החוקרים נדרש צמח עם זרעים רבים, כמו התודרנית הלבנה, כדי שאפשר יהיה לבצע מחקרים גנטיים שמשווים בין זרעים עם תכונות שונות", מסביר ד"ר שי פליישון, מומחה בתחום הביוטכנולוגיה החקלאית. "בנוסף, מחזור החיים של התודרנית הלבנה קצר, מה שמאפשר ביצוע ניסויים בתדירות גבוהה – זאת בניגוד לחיטה, למשל, שמחזור החיים שלה ארוך יחסית".

האם הדרך ליישום הפיתוח החדש על צמחים שמשמשים למאכל תהיה קצרה או ארוכה? שאלה טובה. שטרנברג מסביר שהתודרנית שייכת למשפחת המצליבים, שאליה שייכים כמה מהגידולים המוכרים ביותר, כמו כרובית, ברוקולי, צנון וחרדל – ומלבד הלפתית, שממנה מופק שמן הקנולה, צמחים שמתאימים להפקת שמן למאכל שייכים ברובם למשפחות צמחים אחרות. "לכל משפחה יש תכונות מיוחדות מבחינת מנגנון ייצור השמן בזרעים", מסביר שטרנברג. "לכן, כדי ליישם את הפיתוח בצמחים ממינים אחרים וממשפחות אחרות, יהיה למעשה צורך בפיתוח חדש לגמרי –  דבר שעלול לקחת שנים רבות".

צילום – Nanyang Technological University (2)
לאחרונה החוקרים הגישו בקשה לפטנט לשיטה שפיתחו, וכיום הם מחפשים אחר שותפים בתעשייה. צילום מתוך המחקר: Nanyang Technological University

מצד שני, רצף ה-DNA שאליו נקשר חלבון ה-WRI1 כדי לאותת לצמח כמה שמן לייצר הוא רצף שמור מאוד – כלומר, רצף שלא עבר שינויים רבים לאורך האבולוציה. לכן סביר שהוא עצמו יהיה דומה בין מינים שונים של צמחים – דבר שעשוי להקל על יישום הפיתוח בגידולים נוספים בהמשך.  כבר במחקר הנוכחי, החוקרים הראו שהגן המהונדס של התודרנית הביא לעלייה בכמות השמן גם בזרעים שביטאו אותו בצמח אחר – Nicotiana benthamiana, צמח ממשפחת הסולניים שקרוב לטבק.

מי מפחד מהנדסה גנטית?

לדברי פליישון, בעיה נוספת שעשויה להקשות על יישום הפיתוח החדש בתעשיות היא העובדה שהוא התבצע בעזרת כלים של הנדסה גנטית. "כיום יש בקרב הציבור, ברחבי העולם וגם בישראל, פחדים רבים סביב השימוש בטכנולוגיות הנדסה גנטית", הוא אומר. "הרגולציה בתחום מיישרת קו עם רצון הציבור, ולא מאפשרת שימוש מסחרי נרחב בהנדסה גנטית. לכן, גם פיתוחים שקיימים במעבדות – כמו למשל צמחים שעמידים למחלות, או בוטנים שלא מעוררים אלרגיות – לא מגיעים לשוק".

עם זאת, פליישון מוסיף שיש תקווה לשינוי. "ההתנגדות להנדסה גנטית הגיעה בעיקרה דווקא מארגוני סביבה, עקב חוסר ידע בנושא וחוסר ההבנה של היתרונות של מוצרים מהונדסים גנטית על פני החלופות", הוא אומר. "אם אנחנו, כאנשי סביבה, נעודד את קידום הטכנולוגיה הזו ונסביר את יתרונותיה, אפשר יהיה לחולל גם שינוי ברגולציה", הוא אומר.

לדברי פליישון, יתרון נוסף של טכנולוגיות כמו הפיתוח החדש טמון בפוטנציאל שגלום בהן להבטחת מזון. "מחירים של מוצרי בסיס הולכים ועולים, ולתושבים של מדינות רבות בעולם הולך ונעשה קשה יותר לעמוד בהם", הוא אומר. "אם נוכל להפיק תוצר רב יותר מאותה כמות גידולים – וכך למתן את עליית המחירים – נוכל לאפשר לכמות גדולה יותר של אנשים גישה למזון בטווח הארוך", הוא אומר. ואם פיתוחים מעין אלו מגדילים את הסיכוי שנחיה בעולם שבו ליותר אנשים יש גישה למזון במחירים הוגנים, ושבו עלינו לכרות פחות יערות כדי להגיע לכך – נראה שחשיבותו של השמן משתרעת, בכל זאת, הרבה מעבר לשמונת ימי החנוכה.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב- Ynet

שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

    עקבו אחרי זווית