د طارق عبدالعليم يكتب: حقيقة تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) … تقنية مبتكرة لمكافحة الآفات الحشرية وسلامة الأغذية

باحث – المعمل المركزي للمبيدات- مركز البحوث الزراعية – مصر

في المعركة المستمرة بين الزراعة والآفات، تُفقد مليارات الدولارات سنويًا، حيث تعمل المبيدات الكيميائية غالبًا كأدوات حادة تضر بالكائنات النافعة والأنظمة البيئية إلى جانب القضاء على الآفات المستهدفة. لكن في هذا العام، تَعِدُ ابتكارات غير مسبوقة بتغيير قواعد اللعبة: المبيدات المعتمدة على الحمض النووي الريبي (RNA). ويُروَّج لها كأداة دقيقة، وقد تمثل مستقبلًا أكثر أمانًا واستدامة لإدارة الآفات.

ولكن، هل هذه التقنية ثورية كما تبدو؟ أم أننا نمهد الطريق لجولة جديدة من سباق المقاومة بين الإنسان والآفات؟

شهد عام 2024 لحظة فارقة في مكافحة الآفات، بعد أن وافقت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) على أول مبيد آفات قائم على RNA. صُمم هذا المبيد لاستهداف جينات محددة داخل الآفات، مما قد يُدشّن عصرًا جديدًا في الزراعة، تُحمى فيه المحاصيل دون الأضرار الجانبية المرتبطة بالمبيدات التقليدية.

تشير الأدلة المتاحة إلى أن تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) لديه القدرة على أن يكون طريقة فعالة لمكافحة الآفات في الزراعة. تصف دراسة أجريت عام 2022 بعنوان “تدخل الحمض النووي الريبي في الزراعة: الأساليب والتطبيقات والإدارة” التي أجراها تشانغ وجميعها ، الحمض النووي الريبي بأنه بديل فريد ومحدد: مبيدات الآفات الاصطناعية ، مما يوفر فوائد بيئية كبيرة من خلال استهداف آفات معينة دون التأثير على الكائنات الحية الأخرى.

ويُعد “كالانثا” من شركة  Green  Light Biosciences أول مبيد RNA يُستخدم ضد خنفساء البطاطس في كولورادو، وهي آفة عالمية مسؤولة عن خسائر تُقدّر بحوالي 500 مليون دولار سنويًا. وبينما يحتفل الباحثون والمزارعون بهذا الإنجاز، تلوح في الأفق تساؤلات حول فعاليته طويلة المدى وتأثيره البيئي المحتمل.

• السياق التاريخي: معركة طويلة ضد آفات المحاصيل

اعتمدت الزراعة على المبيدات الكيميائية منذ منتصف القرن العشرين، حيث أحدثت مركبات مثل الـ DDT ثورة في مكافحة الآفات. لكن الإفراط في استخدامها أدى إلى أضرار بيئية، وظهور مقاومة من الآفات، وتراجع أعداد الكائنات غير المستهدفة مثل النحل والطيور.

ومع اكتشاف آلية التدخل في الحمض النووي الريبي (RNAi) أواخر التسعينيات، وظهور استخدامها في مكافحة الآفات في 2007، بدا أن هناك أملاً جديدًا. فهذه المبيدات تستغل العمليات الحيوية الطبيعية داخل الخلايا لتعطيل التعبير الجيني، مستهدفة الآفة فقط دون غيرها.

وبحلول عام 2023، ظهرت الذرة المعدلة وراثيًا التي تنتج RNA يقتل ديدان جذور الذرة، ما شكّل انطلاقة لعصر جديد من تقنيات مكافحة الآفات. وفي 2024، جاءت موافقة وكالة حماية البيئة على “كالانثا” لتفتح الباب أمام أدوات دقيقة جديدة لحماية المحاصيل الزراعية.

• الآمال المنعقدة على المبيدات RNAi
• الاستهداف الدقيق

تعمل مبيدات RNA، مثل “كالانثا”، من خلال تعطيل جينات فريدة في الآفة المستهدفة. فعندما تتغذى يرقات خنفساء البطاطس على أوراق معالَجة بـ RNA، يتم تعطيل بروتين حيوي داخل أجسامها، مما يؤدي إلى موتها خلال أيام. وتُعد هذه الدقة ميزة كبرى مقارنة بالمبيدات التقليدية التي تؤثر على كائنات غير مستهدفة.

• إمكانيات واسعة

يتوسع البحث ليشمل استخدام RNAi ضد آفات أخرى مثل “عثة الفاروا” التي تهدد النحل، وحشرات حرشفية الأجنحة مثل دودة الجيش الخريفية ودودة الملفوف الماسية. ومع مزيد من الابتكار، قد تقلل هذه التقنية من الاعتماد على المبيدات الكيميائية ذات الطيف الواسع.

• كيف يعمل      RNAi؟
• اختيار الجينات

يحدد العلماء الجينات الضرورية لبقاء الآفات ، مثل تلك التي تشارك في الهضم أو التكاثر أو التطور.

• تخليق الحمض النووي الريبي

يتم تصنيع شظايا الحمض النووي الريبي القصيرة ، المصممة لتتناسب مع mRNA للجين المستهدف.

• التوصيل
  يتم إدخال شظايا الحمض النووي الريبي هذه في جسم الآفة ، غالبا من خلال طرق مبتكرة مثل ابتلاع الجسيمات النانوية.
• آلية العمل

بمجرد دخوله ، يرتبط الحمض النووي الريبي بالحمض النووي الريبي المرسال المقابل له ، مكونا مركبا يتم تدميره ، مما يمنع الترجمة إلى بروتينات أساسية ويؤدي إلى تدهور الآفة.
تضمن دقة RNAi أن الآفات ذات التسلسل الجيني المحدد فقط هي التي تتأثر ، مما يجعلها أداة آمنة لا تعطل النظم البيئية أو تدخل السموم في البيئة.

شكل: الية فعل المبيدات RNAi

• التحديات والمخاوف

على الرغم من إمكاناته ، يواجه تطبيق الحمض النووي الريبي تحديات مثل تكلفة إنتاج الحمض النووي الريبي والتباين في الفعالية عبر أنواع الآفات المختلفة ، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى البحث والتطوير المستمرين.

يبشر تداخل الحمض النووي الريبي بتحويل إدارة الآفات في الزراعة ، بما يتماشى مع الأهداف العالمية للزراعة المستدامة وتعزيز سلامة الأغذية. ومع ذلك ، هناك خطر من أن تطور الآفات مقاومة لتداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) ، على غرار المبيدات الحشرية التقليدية.

قد تتضمن آليات المقاومة تعديلات في تسلسل الجينات المستهدفة أو تغييرات في التمثيل الغذائي تحيد فعالية الحمض النووي الريبي. يقوم الباحثون بتطوير استراتيجيات مثل استخدام مجموعة من أهداف الحمض النووي الريبي المختلفة أو دمج الحمض النووي الريبي مع طرق مكافحة الآفات الأخرى لتقليل احتمالية المقاومة. تركز الدراسات على فهم هذه المخاطر وتقليلها بشكل أفضل.

• تطور المقاومة

كما طورت الآفات مقاومة للمبيدات التقليدية، تُظهر الدراسات أن خنفساء البطاطس وديدان جذور الذرة قد تطور مقاومة لـ RNAi عند تعرضها لجرعات مرتفعة على المدى الطويل. ما يؤكد الحاجة إلى استخدام استراتيجي ومدروس لهذه التقنية.

• العقبات البيئية والتنظيمية

لا تزال المبيدات المعتمدة على RNA تقنية ناشئة، وتأثيراتها البيئية طويلة المدى غير معروفة تمامًا. ورغم أنها مصممة لتكون مخصصة للأنواع المستهدفة، تبقى المخاوف قائمة بشأن تأثيرات غير مقصودة على التوازن البيئي.

• التكلفة وتوفيرها للجميع

قد تكون تكلفة تطوير وتوزيع هذه المبيدات عالية، مما يحد من إمكانية وصول صغار المزارعين إليها، خصوصًا في البلدان ذات الدخل المنخفض. ومن الضروري ضمان توزيع عادل لتحقيق أثر عالمي فعلي.

• لماذا هذا مهم؟ نظرة إلى عام 2025

تمثل مبيدات RNA نقطة تحول في الزراعة، فهي توفر دقة استهداف، وتقلل الأضرار البيئية، وتشكل سلاحًا جديدًا ضد الآفات المقاومة. لكن نجاحها يتوقف على:

• الاستعمال المسؤول
• استمرار البحث والتطوير
• التطبيق العادل والمنصف عالميًا

للمزارعين: قد تعني هذه التقنية ثورة في مكافحة الآفات، وتقليل الخسائر والاعتماد على المبيدات الضارة.

للباحثين: هناك حاجة ملحة لمواصلة الابتكار للتغلب على تحديات المقاومة وتوسيع نطاق استخدام التقنية.

لصناع القرار: التوازن بين التشريعات، وتمويل البحوث، وضمان العدالة في التوزيع سيكون حاسمًا في تحديد دور هذه المبيدات في الأمن الغذائي العالمي.

دعوة للعمل: مسؤولية مشتركة

مع نهاية عام 2024، يجب أن تتكاتف المجتمعات الزراعية والعلمية لضمان استغلال إمكانات مبيدات RNA بشكل مسؤول. على المزارعين، والباحثين، وصناع السياسات، وقادة الصناعة أن يشاركوا في تحقيق الاستخدام المستدام والتطوير المستمر لهذه التقنية.

فلنجعل عام 2025 عام الربط بين دقة مكافحة الآفات والاستدامة، لنضمن أن تؤتي هذه الأداة الثورية ثمارها لصالح البيئة، والمزارعين، والمستهلكين.