مهندسی تغییر در موجودات زنده

بیوتكنولوژی و مهندسی ژنتیك دانش جدیدی است كه دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید است. درطول تاریخ علوم و كشفیات جدید بسیاری از اختراعات و كشفیات علمی در مراحل ابتدایی خود با مقاومت و انكار ازسوی سایر متخصصان و پژوهشگران روبه رو شده اند و این درحالی بوده است كه این كشفیات تنها تغییرات اندكی در نحوه زندگی و تفكر بشر به وجود آورده اند اما مهندسی ژنتیك با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درافتاده است و خواهان تغییرات اساسی و اصلی دراین ساختار است. در این مرحله از پیشرفت علم بشر به دنبال آن است كه با بهره گیری از علم و دانش خود هم چنان بر كاستی ها غلبه كرده و مسیر رشد و ترقی خود را ادامه دهد. اما این تغییرات به دلیل آمیخته بودن با قوانین طبیعی بسیارحساس و شگفت انگیز خواهدبود و لذا وارد شدن در این مقوله آمیخته با بیم و امید است.
● تاریخچه بیوتكنولوژی
واژه بیوتكنولوژی دارای قدرت است و آنگونه كه همگان تصورمی كنند خیلی جدید نیست. این واژه ابتدا در كتابی كه توسط نویسنده مجاری Erkey در سال ۱۹۱۹ نوشته شد مورداستفاده قرارگرفت. این كتاب مشتمل بر مسائل زیست شناسی است و به علاوه روش تولید محصولات توسط میكرو ارگانیزمها در آن تشریح شده است كه موضوعی بود كه در رشته كشاورزی به طور مشخص مورداستفاده واقع می شد، اما در همان سال ها دكتر chaim wiezman از دانشگاه منچستر موفق به توسعه فرایند صنعتی تولیدانبوه استون توسط فرمانتاسیون شده بود كه این فرایند با تعریفی كه توسط Erkey از بیوتكنولوژی شده بود تطابق كامل داشت.
با پیشرفت زمینه های استفاده از بیوتكنولوژی مترادف با تكنولوژی تعاریف رایج از این رشته نیز دستخوش تغییرات شد تا این كه واژه بیوتكنولوژی مترادف با تكنولوژی تخمیر شد. این واژه در سال ۱۹۶۲ توسط Elmer Qarden در مقاله ای در مجله بیوتكنولوژی و مهندسی زیستی مورداستفاده قرارگرفت و همزمان با این كاربرد از سوی اتحادیه بیوتكنولوژی اروپا كه تازه نیز تأسیس شده بود تعریف مشابهی ارائه شد. اما در سال بعد در مقاله ای منتشر شده در یك مجله مهندسی ژنتیك تعریف توسعه علمی و اقتصادی در زمینه ژنتیك برای تعریف بیوتكنولوژی مورداستفاده قرارگرفت واین تعریف، تعریف موردتأیید كمیسیون علائم تجاری آمریكا قرارگرفت و به صورت علامتی تجاری درزمینه مهندسی ژنتیك مورداستفاده قرارگرفت.
● بیوتكنولوژی و علوم پزشكی
كاربرد رشته بیوتكنولوژی در زمینه علوم پزشكی و دارویی شامل ابداع روش های كاملاً جدید برای تشخیص مولكولی مكانیسم های بیماری زایی و گشایش رشته جدیدی در زمینه پزشكی تحت عنوان پزشكی مولكولی است و به علاوه امكان تشخیص پیش از تولد بیماری ها و پس ازتولد بیماری ها، ژن درمانی و ازبین بردن معلولیت های كودكان پیش از تولد، تولید واكسن های جدید، ساخت كیت های تشخیصی، تولد پادتن های منوكلونال، ایجاد میكرو ارگانیسم های دست كاری شده برای كاربردهای خاص و غیره را شامل می شود.
امروزه برای تشخیص مداوای دقیق بیماران، پیشگیری از بیماری ها و درمان بیماری ها راه دیگری جز پزشكی مولكولی وجودندارد. به علاوه به عنوان نمونه های عملی از كاربرد بیوتكنولوژی درعلوم پزشكی و درمانی می توان به موارد زیر نیز اشاره كرد:
۱) ژن درمانی
۲) طرح بین المللی ژنوم انسان
۳) شبیه سازی مكانیسم های مولكولی پیدایش سرطان
۴) شبیه سازی
‌● بیوتكنولوژی و كشاورزی
با توجه به رشد روزافزون جمعیت جهان و نیز افزایش تقاضا برای موادغذایی طی سال های اخیر شاهد تغییرات اساسی در زمینه تولید محصولات كشاورزی در سال های اخیر بوده ایم و این خود سبب گذر جدی و اجتناب ناپذیر از كشاورزی سنتی به كشاورزی پیشرفته گردیده است و به علاوه سبب شده است كه علاوه بر استفاده از ادوات و تجهیزات كاشت، داشت و برداشت جدید برای محصولات، روش های نوین بیوتكنولوژی نیز در تولید محصولات دامی و زراعی مورد استفاده قرار گیرد تا بدین وسیله مشكلات تأمین موادغذایی جوامع مرتفع شود.
استفاده از روش های افزایش كمی وكیفی و نیز استفاده از روش های مهندسی ژنتیك و بیوتكنولوژی در تولید محصولات غذایی و نیز كاهش هزینه ها و زمان تولید در این روش ها سبب شده است كه گیاهان به عنوان اصلی ترین و مهم ترین منابع تجدید شونده جهان كه علاوه بر تأمین غذای انسان و حیوان نیازهای غیرتغذیه ای مانند شیمیایی و صنعتی را نیز مرتفع می كنند، در كانون توجهات برای تولید انبوه قرار گیرند.
علاوه بر تولید گیاهان تراریخته (دستكاری شده) دانشمندان اقداماتی نیز در جهت تولید جانوران ژنتیكی به عمل آورده اند و تولید جانوران ترانس ژنتیك از دستاوردهای مهندسی ژنتیكی است كه نمونه واقعی این جانوران تولیدی را می توان در پژوهشكده های صنعتی شاهد بود و «دالی گوسفنده» نخستین نسل از این گونه از جانوران است.
● بیوتكنولوژی و صنعت
كاربردهای دانش بیوتكنولوژی علاوه بر مسائل زیستی در مسائل صنعتی نیز وجود دارد و به عنوان نمونه استفاده از میكروارگانیسم ها در استخراج و بازیافت كانی های پرارزشی مانند طلا، نقره، مس و اورانیوم در برخی از معادن دنیا رواج پیدا كرده است و نیز تولید اسیدهای آلی و یا اسیدهای چرب ویژه از دیگر زمینه های همكاری صنعت و دانش بیوتكنولوژی است.
تولید پلاستیك های قابل تجزیه، تولید انرژی های تجدیدپذیر، تولید ساختارهای نانو متری و نیز تولید آنزیم های خاص در صنایع غذایی، شیمیایی، سلولزی، نفت وتولید شوینده ها از دیگر عرصه های جدید و با ارزش بیوتكنولوژی در صنعت و محیط زیست به حساب می آید.
● اصلاح نباتات
بومی سازی گیاهان را می توان یكی از مهم ترین دستاوردهای علم ژنتیك به حساب آورد كه هدف اصلی از انجام این كار افزایش عملكرد در واحد سطح، بهتر نمودن كیفیت محصولات و فراورده های كشاورزی و نیز تولید مواداولیه مورد نیاز برای جوامع انسانی است. در بیشتر گیاهان یك یا چند ژن باارزش اقتصادی وجود دارد، این دسته از ژن ها حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات كنترل می كنند و در اولویت برنامه های اصلاح نباتات نیز قرار دارند. هدف اصلاح گر نباتات نباید در توسعه روش های سنتی كشت نباتات اصلاحی خلاصه شود بلكه باید همواره در تلاش برای ایجاد تركیبات جدید از ژنوتیپ های مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملكرد است كه در شرایط نامساعد افزایش عملكرد به طریق اصلاح نباتات صرف زمان طولانی تری نیاز دارد، ژن های كنترل كننده عملكرد برای بروز حداكثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می باشند. به طوری كلی اصلی ترین اهداف اصلاح نباتات را می توان به صورت زیر بیان كرد:
۱) بهبود كیفیت
۲) افزایش تولید در واحد سطح
۳) مقاومت نسبت به آفات و بیماری
۴) مقاومت نسبت به كنش های محیطی

وحید ارجمند

منبع : روزنامه ایران