في نخب جينوم الخمر

أكمل فريق من الباحثين في فرنسا وإيطاليا مسوَّدةَ التسلسل الجينومي لكرمة العنب المعروفة علميًّا باسم «فيتيس فينيفرا»، التي تقدِّم معلوماتٍ قيِّمةً حول تطوُّرِ النباتات وحول القدرات الخاصة التي تتميَّز بها كرمة العنب لإنتاج عدة روائح وعدد من المركبات ذات الفوائد الصحية.

انتقى الباحثون نوعًا من كرمات العنب مشتقًّا من الصنف المستنبت بينو نوار، الذي تمَّ إنتاجه من أجل وجود زيجوتٍ متماثلة الألائل؛ مما يعني أنه بالنسبة إلى معظم الجينات فإن كلتا النسختين من الكروموسومات المطلوبة تحمل نفسَ النسخة من الجين. تتسم معظم صور كرمات العنب بعدد هائل للغاية من الاختلافات (يصل إلى ١٣٪) بين النسختين، وهو ما قد يجعل الطريقة المتعارَف عليها المعتمِدة على التسلسل النووي القسري صعبةً للغاية.

بواسطة هذا النوع المختار، طبَّقَ الفريق أساليبَ التسلسل الجينومي النموذجية، وحصل على أكثر من ثمانية أضعاف التغطية للجينوم بأكمله. بما أن هذا هو التسلسل الجينومي الرابع لكاسيات البذور (بعد الأرابيدوبسس، والأرز، والحَوْر)، حلَّل الباحثون تطور جينوم النبات بعمق أكبر مما كان ممكنًا في السابق. وبصفة خاصة، عرفوا الأحداث التطورية التي زاد فيها جينوم النبات بأكمله إلى ضعفين أو ثلاثة، بالإضافة إلى رصد مكانه في «شجرة عائلة» أولية لهذه السلالات الأربع.

علاوة على ذلك، كشفت أيضًا التحليلات الأولى للجينوم عن بعض الصفات التي تجعل الخمر مميَّزًا. فعلى سبيل المثال، نجد أن سينثاز الستيلبين المسئول عن تخليق الريسفيراترول، وهو عبارة عن مشتق فينول يرتبط بالفوائد الصحية للاستهلاك المعتدل للخمر، يمثِّله عدد ضخم من الجينات. وقد وجد الباحثون ٤٣ جينًا ينتج سينثاز الستيلبين، معروف أن ٢٠ منها على الأقل نَشِطٌ.

تعتقد آن فرانسوا أدام بلوندون، التي عملت في أحد المشاريع بوحدة أبحاث جينوم النبات في إفري جنوب باريس، أن التطبيقات العلمية لهذه النتائج سرعان ما ستتحقَّق؛ فقد علَّقت قائلة: «صار بالإمكان الآن — على سبيل المثال عن طريق مسحٍ للجينوم بأكمله بحثًا عن اختلال ارتباطي — أن نربط أنماطًا فردية محدَّدة بصفات الخمر، إلى جانب الصفات الزراعية المهمة مثل مقاومة الميكروبات.» ويمكن أن تهدف الأبحاث التطبيقية «إلى تحسين جودة مستنبتات كرمات العنب القادرة على مقاومة الأمراض، وبالتالي تساهم بقدرٍ أكبر في تقليل حاجتنا إلى العلاج بمبيدات الفطريات ومبيدات الحشرات، وفي ظهور ظروف زراعية مستدامة. وثمة مسار آخَر للتطبيق العلمي يتمثَّل أيضًا في نمو مستنبتات تُنتِج مستوياتٍ عاليةً من المركبات المنتِجَة لعصائر الفاكهة والمفيدة للصحة.»

وماذا عن الطَّعْم؟ ترتفع نسبة وجود الإنزيمات المرتبطة بالروائح في هذا الجينوم مقارَنةً بالنباتات الأخرى. سينثاز التيربين مشترِك في تفاعل النبات مع بيئته، ولكن في حالة كرمة العنب فإنه مسئول أيضًا عن الروائح. احتوت النباتات الثلاثة الأخرى التي تمَّ تحديدُ التسلسل النووي لها على ما يتراوح بين ٣٠ و٤٠ جينًا من أمثال هذا الجين، في حين تتباهى كرمة العنب ﺑ ٨٩ جينًا فعَّالًا منتجًا لسينثاز التيربين و٢٧ جينًا زائفًا. وبالتالي، فإن التنوع الثري في الطَّعْم الذي يتميَّز به الخمر يبدو أنه راجِع أساسًا إلى جينوم كرمة العنب.