دور تقنيات التحرير الجيني في تحسين التشكيل البيوكيميائي لبروتينات الخزن في المحاصيل البقولية: آفاق واعدة لرفع القيمة الغذائية

بقلم: أ.د.إيهاب محمد زايد

رئيس قسم بحوث دراسة الخلية بمعهد بحوث المحاصيل الحقلية – مركز البحوث الزراعية

تشكل المحاصيل البقولية ركيزة أساسية في منظومة الأمن الغذائي العالمي والمحلي، نظرًا لدورها الحيوي مصدرًا رئيسيًا للبروتينات النباتية. غير أن القيمة الغذائية لهذه البروتينات غالبًا ما تتأثر سلبًا بنقص بعض الأحماض الأمينية الأساسية، كالميثيونين والسيستين، فضلًا عن وجود بعض المكونات والبروتينات المرتبطة بالاستجابات التحسسية والمحفزات المضادة للتغذية. وفي ظل التقدم الهائل في علوم البيولوجيا الجزيئية، تبرز تقنيات التحرير الجيني، وفي مقدمتها نظام كريسبر-كاس، كأداة ثورية تتيح إعادة صياغة الشفرات الوراثية بدقة متناهية لتحسين التركيب البيوكيميائي لبروتينات الخزن في بذور البقوليات.

تعتمد الاستراتيجيات الحديثة للتحرير الجيني على استهداف الجينات المسؤولة عن تخليق بروتينات الخزن الفراغية والجلوبيولينية داخل الأجسام البروتينية الخلوية. يهدف هذا التعديل الدقيق إلى إعادة توجيه المسارات الأيضية وتعديل النسبة البيوكيميائية بين الكسور البروتينية المختلفة، بما يضمن رفع تركيز الأحماض الأمينية الكبريتية المرغوبة على حساب الكسور الأقل كفاءة غذائية. كما تمكن هذه التقنيات الباحثين من تعطيل أو تعديل الجينات المسببة لتخليق الببتيدات المحفزة للحساسية والمثبطات الإنزيمية المعيقة للهضم، مما يرفع المعامل الحيوي لهضم البروتين ويحسن جودته الغذائية دون الإضرار بالإنتاجية النباتية أو الحيوية للحبوب.

تتضح أبعاد هذا التطوير الجزيئي والبيوكيميائي من خلال الهندسة الدقيقة لجدر الخلايا وفجوات التخزين الفلقية، والتوجيه الموجه لعمليات النسخ والترجمة للبروتينات الخزنية، فضلًا عن تعزيز ثبات واستقرار البنية البروتينية أثناء مراحل النضج والحصاد وتخزين البذور. إن هذه المعالجات الجينية تضمن تكاملًا محكمًا بين الكفاءة الإنتاجية للمحاصيل والخصائص الوظيفية والصحية للناتج النهائي، مما يلبي تطلعات برامج التربية الحديثة في استنباط أصناف نباتية فائقة الجودة.

تتقاطع هذه المعطيات العلمية والتقنية بشكل مباشر وأصيل مع صلب تخصصنا ورؤيتنا في قسم بحوث دراسة الخلية بمعهد بحوث المحاصيل الحقلية، حيث تمثل تطبيقات التحرير الجيني والتحليل البيوكيميائي المتقدم حجر الزاوية لتطوير خريطة المحاصيل الاستراتيجية في مصر، ورفع القيمة التغذوية للمنتجات الحقلية المحلية بما يخدم أهداف التنمية الزراعية المستدامة.

تتجسد التطبيقات العملية لهذا النهج العلمي في بيئتنا البحثية عبر توظيف التقنيات الجزيئية لغربلة وتقييم الطفرات المستهدفة، ودعم برامج التربية الوطنية لإنتاج خطوط بقولية نقية ذات محتوى بروتيني متوازن وسلامة مناعية عالية، مما يسهم بفاعلية في سد الفجوة الغذائية وتعزيز صحة المستهلك.

🔹 تابعونا على قناة الفلاح اليوم لمزيد من الأخبار والتقارير الزراعية.
🔹 لمتابعة آخر المستجدات، زوروا صفحة الفلاح اليوم على فيسبوك.