اكتشاف الآلية البيولوجية

أعلن فريق علمي مشترك من بريطانيا والدنمارك عن كشف النقاب عن الآلية الدقيقة التي تنتج بها نباتات التبغ مادة النيكوتين، وهو اللغز الذي حير العلماء منذ القرن التاسع عشر. ورغم أن البشر استهلكوا التبغ لآلاف السنين، إلا أن طريقة تصنيع النيكوتين داخل خلايا النبات ظلت مجهولة حتى الآن.

الخدعة البيولوجية للنبات

أوضح عالم الأحياء بنيامين ليتشمان أن تأخر اكتشاف هذه الآلية يعود إلى «خدعة بيولوجية» فريدة يمارسها النبات. إذ يرتبط جزيء الجلوكوز أولاً باللبنات الأساسية للنيكوتين، مما يضعها في حالة نشطة تسمح بتركيب الجزيء. وبعد اكتمال التجميع، ينفصل الجلوكوز تماماً دون ترك أي أثر.

الجينات والإنزيمات المسؤولة

تمكن الباحثون من جامعتي «يورك» البريطانية و«كوبنهاجن» الدنماركية من تحديد الجينات والإنزيمات المسؤولة عن إنتاج النيكوتين بدقة. وشملت هذه الجينات إنزيمين رئيسيين هما (NaGR) و(NicGS)، واللذان يعملان على تجميع جزيء النيكوتين من مواد خام مثل الأحماض الأمينية والمركبات الشبيهة بالفيتامينات.

تطبيقات ثورية في الزراعة والصناعة

تكمن الأهمية العملية لهذا الاكتشاف في تطوير تقنيات التكنولوجيا الحيوية. فاستخدام نبات «نيكوتيانا بنثاميانا»، وهو قريب من التبغ، في «الزراعة الجزيئية» لإنتاج أدوية ولقاحات يواجه مشكلة تلوث المنتجات بالنيكوتين الطبيعي. وبفضل هذا الاكتشاف، يمكن تعديل النباتات وراثياً لمنع إنتاج النيكوتين تماماً أو تحويلها لإنتاج مركبات صيدلانية مفيدة، مما يحول التبغ إلى مصنع حيوي لإنتاج الأدوية المستدامة.