מחקר מהפקולטה למדעי הצמח ואבטחת מזון באוניברסיטת תל אביב מציג שיטה חדשנית לעריכה גנטית בצמחי יבול, והדגמה מוצלחת שלה בעגבנייה. החוקרים השתמשו בטכנולוגיית CRISPR-Cas9 כדי להשפיע על מגוון תכונות בצמח – כולל טעם הפרי, צורתו, עמידותו למזיקים ויעילות ניצול חומרי ההזנה.
המחקר, שפורסם בכתב העת היוקרתי Nature Communications, הובל על ידי פרופ' אילון שני והדוקטורנט עמיחי ברמן, בשיתוף פעולה עם פרופ' איתי מירוז, חוקרים נוספים מאוניברסיטת תל אביב, ד"ר אסנת ינאי מחברת האגרי-טק הישראלית NetaGenomX וחוקרים מהאקדמיה הסינית למדעים בבייג'ין.
מענה לאתגרי ביטחון תזונתי בעידן של שינויי אקלים
פרסום
פרופ' שני הסביר כי בעולם כולו פועלים מדענים בניסיון להתמודד עם אתגרי אבטחת מזון, בצל שינויי אקלים, התפרצות מחלות בצמחים ודרישות שוק משתנות. אחת הדרכים: עריכה גנטית מדויקת של זני יבול – לא כהנדסה גנטית מלאה (GMO), אלא כשיפור מבוקר לצורכי חקלאות מודרנית.
אך למרות יתרונותיה, טכנולוגיית CRISPR בתחום הצומח נתקלה עד כה במגבלות: יכולת מוגבלת לערוך רק מספר מצומצם של גנים בכל פעם, ובמקרים רבים – יתירות גנטית, שבה גנים מאותה משפחה מחפים זה על זה ומקטינים את השפעת העריכה.
הפיתוח: אלגוריתם חדש וספרייה של 15 אלף יחידות CRISPR
לפתרון האתגרים פיתחו החוקרים אלגוריתם שמסוגל לערוך במקביל משפחות שלמות של גנים. באמצעותו נוצרו "ספריות CRISPR" – אוסף של כ-15,000 רצפים ייחודיים הפועלים באופן סלקטיבי בגנים של עגבנייה. כל אחד מ-1,300 צמחים שנערכו עבר עריכה שונה, והמעקב אחריהם בחן את השפעת העריכה על תכונות כגון טעם, צורה ועמידות.
התוצאה: החוקרים הצליחו לזהות שינויים מובהקים – כמו זנים מתוקים או חמצמצים יותר – ולשייך כל שינוי לפגיעה גנטית מדויקת.
שימוש בתרבית רקמה – והתקדמות לעבר יישום מסחרי
המחקר התבסס על גידול צמחים מתרביות רקמה (ולא מזרעים) – שיטה מדויקת, אך מורכבת, שמאפשרת שליטה גבוהה יותר על העריכה הגנטית.
לדברי פרופ' שני:
"באמצעות הטכנולוגיה שפיתחנו הצלחנו לבצע שינויים ממוקדים בגנים, ולזהות אילו מהשינויים קשורים למשפחות תכונות כמו צורת הפרי או טעמו."
פרסום
מבט לעתיד: פתרונות מותאמים אישית לחקלאות עולמית
חברת NetaGenomX, שותפת המחקר, קיבלה רישיון למסחור הטכנולוגיה ופועלת לפיתוח פתרונות עריכה גנטית שאינם GMO, מתוך מטרה לספק מענה חכם ויעיל לצורכי חקלאים וצרכנים כאחד.
הדוקטורנט עמיחי ברמן מסכם:
"הטכנולוגיה תוכל לשמש לטיפוח מהיר של זנים משופרים לא רק בעגבנייה – אלא גם ביבולים קריטיים אחרים כמו אורז, תירס וחיטה. מדובר בקפיצה אדירה לחקלאות, שתאפשר פתרונות מותאמים אישית ותתרום לחיזוק הביטחון התזונתי העולמי."
