يشهد العالم تحولاً جذرياً نحو البحث عن مصادر طاقة متجددة وصديقة للبيئة للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل الانبعاثات الكربونية، حيث برزت الهندسة الوراثية للميكروبات كأحد الحلول البيوتكنولوجية الواعدة لتحسين كفاءة إنتاج الوقود الحيوي بمختلف أنواعه مثل البيوإيثانول والبيوديزل والبيوهيدروجين. يواجه كوكب الأرض أزمة مزدوجة تتمثل في تزايد الطلب العالمي على الطاقة وتصاعد ظاهرة التغير المناخي، ولتحقيق التنمية المستدامة اتجهت الأبحاث نحو الوقود الحيوي كبديل كربوني محايد، وعلى الرغم من أن الأحياء المجهرية تمتلك قدرة طبيعية على تحويل المواد العضوية والكتلة الحيوية إلى مصادر طاقة، إلا أن الكفاءة الطبيعية للعديد من هذه السلالات لا تفي بالمتطلبات الصناعية التجارية، ومن هنا جاءت الهندسة الوراثية والبيولوجيا التخليقية لتعيد تشكيل المسارات الأيضية للميكروبات وتجعل منها مصانع حيوية عالية الكفاءة. تتعدد الكائنات المجهرية المستهدفة في هذا المجال بناءً على نوع الوقود المطلوب والبيئة التشغيلية؛ فعلى سبيل المثال تُستخدم الخمائر مثل Saccharomyces cerevisiae بعد إدخال جينات تمكنها من تخمير السكريات الخماسية المستخلصة من المخلفات الزراعية لإنتاج البيوإيثانول بكفاءة أعلى، بينما تُستغل البكتيريا مثل Escherichia coli وZymomonas mobilis عبر هندسة المسارات الأيضية لتوجيه التدفق الأيضي نحو إنتاج كحوليات أعلى كثافة بالطاقة كالبوتانول أو تحفيز إنتاج الأحماض الدهنية لإنتاج البيوديزل، في حين يتم تعديل البكتيريا الزرقاء والطحالب الدقيقة لرفع كفاءة التمثيل الضوئي وزيادة إنتاج الدهون أو تحفيز إنزيمات الهيدروجينيز لإنتاج البيوهيدروجين مباشرة باستخدام ضوء الشمس والماء. تسمح هذه التقنيات الجينية بتجاوز الوقود الحيوي من الجيل الأول والانتقال للجيلين الثاني والثالث لاستغلال السليلوز القشري والمخلفات العضوية دون التأثير على الأمن الغذائي، كما تساهم في تطوير خلايا الوقود الحيوية عبر تعديل البكتيريا المولدَة للكهرباء خارجياً مثل Geobacter لزيادة قدرتها على نقل الإلكترونات إلى الأقطاب وتوليد الطاقة أثناء معالجة مياه الصرف الصحي. ورغم هذه النجاحات المعملية، لا تزال هناك تحديات تعوق التوسع الصناعي الكامل مثل الاستقرار الجيني للسلالات المعدلة داخل المفاعلات الحيوية الضخمة، وسمية تراكم الوقود الحيوي بتركيزات عالية على الميكروب نفسه، الارتفاع التكلفة الاقتصادية للمعالجة مقارنة بالوقود التقليدي، ولكن المستقبل يتجه اليوم نحو دمج تقنيات التحرير الجيني الحديثة مثل CRISPR-Cas9 مع نماذج الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالسلوك الأيضي واختصار وقت التجريب المعملي، مما يجعل الهندسة الوراثية للميكروبات ركيزة أساسية في التحول العالمي نحو الاقتصاد الحيوي الدائري ونظام طاقة مستدام وأكثر نظافة. جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق