سده مهندسی ژنتیک

«همچنانکه سده بیستم سده فیزیک و شیمی بوده است, سده بیست ویکم نیز سده زیست شناسی و زیست شناسی مولکولی ژنتیک خواهد بود »

«همچنانکه سده بیستم سده فیزیک و شیمی بوده است، سده بیست ویکم نیز سده زیست شناسی و زیست شناسی مولکولی- ژنتیک- خواهد بود.»

در دورانی به سر می بریم که بسیاری از صاحبنظران و دانشمندان برجسته جهان، سده حاضر را به عنوان سده مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی نام نهاده اند. دانش و فن مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی ضمن آنکه جایگاه ویژه ای را در میان علوم و فنون مطرح در دنیای امروز دارد در قلمروهای فوق العاده گسترده زیست شناسی امروز نیز ظهوری انقلابی دارد. از جمله در شناسایی ساختار مولکولی و عملکرد ژن ها، صدها بیماری ژنی و نیز در شناخت مولکولی مکانیسم های جهش زایی، سرطان زایی، آنکوژن ها (ژن های سرطان زا)، ژن های بازدارنده تومور و اعمال دقیق آنها چشم اندازی بسیار نویدبخش را برای مبارزه اساسی با هزاران بیماری ژنتیکی و انواع سرطان ها فراهم آورده است.

هر چند که اشاره به روش ها و فنون فوق العاده کارا، جدید و با اهمیت زیست شناسی مولکولی و مهندسی ژنتیک که - از جهات کمی و کیفی- روزانه در حال پیشرفت و تحول است، به طور مستقیم خارج از حوصله این نوشتار محدود است، اما بسیاری از این روش ها کاربردهای فراوان و بسیار بااهمیت در عموم عرصه های پایه و کاربردی زیست شناسی امروز و از جمله در مسیر شناخت مولکولی سرطان و ژن های دخیل در آن نیز داشته و دارد که به عنوان نمونه به یکی از مهم ترین این روش های اولیه _ با معرفی مختصر و همراه با کاربرد آن در زمینه سرطان _ اشاره می شود.

پژوهشگران در سه دهه اخیر روشی به نام نشانه «هدف» گیری ژنی را برای تغییر کنترل شده و ویژه در یکی از حروف، یک جمله یا چندین بند در دستور کار یا ژنوم موجود در درون هر سلول زنده به ویژه «موش به عنوان حیوان الگو» ابداع کرده اند. به عبارت دیگر پژوهشگران اکنون قادر هستند به انتخاب خود، موش های دارای هر نوع جهشی دلبخواه را در درون ردیف نوکلئوتیدی هر ژن شناخته شده ای ایجاد کنند.این روش در زمینه های مختلف علوم زیستی و به ویژه علوم پزشکی و در راستای خدمت به جامعه بشری تحولات اساسی را سبب شده است و به نتایج چشمگیری دست یافته است.

طبیعتاً با تغییر اختصاصی ردیف نوکلئوتیدی مربوط به یک ژن موردنظر، عمل آن ژن تغییر می کند. برای روشن شدن بهتر اهمیت این روش مثالی می آوریم: اگر به نقش یک ژن خاص در مراحل توسعه و تکوین مغز مظنون باشیم، می توانیم جنین های موشی تولید کنیم که در آنها ژن طبیعی- به دلیل ایجاد جهشی مشخص که در آن به وجود آورده ایم- آسیب دیده یا به طور کامل غیرفعال شده باشد. در صورتی که این غیرفعال شدن سبب شود که به طور مثال مخچه موش های تازه متولد شده غیرطبیعی باشد، نتیجه خواهیم گرفت که ژن مورد سئوال در شکل گیری این بخش از مغز (مخچه) نقش اساسی و لازم داشته است.

شایان تاکید است که بیشتر یافته های حاصل از تجارب روش نشانه گیری ژنی در موش، می تواند برای انسان بسیار سودمند واقع شود. زیرا برابر تخمین های علمی به عمل آمده حدود ۹۹ درصد از ژن های موش و انسان شبیه هم بوده و عملکردهای مشابهی انجام می دهند. بنابراین بیشتر نتایجی که از تجارب کاربرد این روش در موش فراهم آمده است، می تواند برای انسان بسیار مفید باشد. در واقع، توانایی پژوهشگران در ایجاد هر نوع جهش مورد نظر در هر ژن شناخته شده روی حیوانات الگو (مانند موش)، مطالعه زیست شناسی مولکولی پستانداران را دچار تحول اساسی کرده است.

در روش هدف گیری ژنی، پژوهشگران ژنی را که قصد تغییر دارند انتخاب می کنند. آنها همچنین روی نحوه جرح و تعدیل ژن، کنترل کامل دارند. بنابراین برای پرسش های دقیقی که در مورد عمل یا اعمال ژن مطرح می کنند، جهش دلبخواه را طراحی می کنند.

سرطان شناسان مولکولی نیز به طور چشمگیر از این روش بهره می برند. به طور نمونه اغلب مواقع این پژوهشگران می دانند که وقوع یک جهش در یک ژن ویژه _ و در یک یا چند نوع تومور- امری متداول است. اما آنها از عمل طبیعی این ژن چیزی نمی دانند. با کشف این نقش توسط روش نشانه گیری ژنی، می توان از مراحل ایجاد بدخیمی توسط شکل جهش یافته ژن در سطح وسیعی پرده برداشت.

ژن بازدارنده تومور P۵۳ یک مورد را از آنچه اشاره شد، ارائه می کند. تاکنون در حدود ۵۵ درصد تمام سرطان های انسان، نقش ژنP۵۳ گزارش شده است. تجزیه و تحلیل موش های دارای این اختلال نشانه گیری شده در این ژن نشان داده است که محصول آن در وضعیت طبیعی به عنوان یک محافظ یا نگهبان عمل می کند. از دست دادن ژن های P۵۳ فعال، نقش حفاظتی مذکور را از بین برده و در نتیجه DNA صدمه دیده به سلول های دختر انتقال یافته و در تشکیل سرطان شرکت می کند.

روش نشانه گیری ژنی، امروزه برای مطالعه مولکولی انواع مختلف مسائل زیست شناختی استفاده می شود. این فناوری در خلال حدود سی سالی که از عمر پرثمر آن می گذرد، به سرعت مراحل پیشرفت خود را طی کرده و عمری سرشار از نتایج مثبت داشته است.بدون تردید در سال های آینده پیشرفت های بیشتری در فناوری نشانه گیری ژنی مورد انتظار است. اما حتی دستاوردهای کنونی این روش، فرصت های طلایی برای پژوهش های ژنتیکی به ویژه دستکاری و تغییر حساب شده ژنوم پستانداران، زیست شناسی تکوینی، سرطان شناسی، ایمنی شناسی و مانند آن را فراهم آورده است که در چند سال پیش از آن، غیرقابل تصور بود.

آنچه در بالا به اشاره به عنوان یک نمونه از روش های اولیه سومین دوره از حیات ژنتیک معرفی شد، تنها یکی از روش های کارآمد است. هم اینک صدها و بلکه هزاران روش سلولی و به ویژه مولکولی فوق العاده ارزشمند در دسترس پژوهشگران و دانشمندان علوم زیستی است که شمار آنها به طور روزانه در حال افزایش است و کاربردهای هماهنگ و هدفمند آنها نیز در عموم عرصه های زیستی و به ویژه پزشکی مولکولی دستاوردهای عظیمی به ارمغان آورده و آینده ای بسیار نویدبخش را پیش روی ما قرار داده است.

در اینجا و با امید تأمل مسئولانه و توجهی بایسته، به ویژه از جانب مدیران ارشد کشور، مطلب را با چند جمله پیرامون جایگاه علوم و فنون راهبردی در جهان و کشور به پایان می بریم.

در عصری که توجه واقعی به علم و حاصل آن تکنولوژی از عناصر اساسی فرهنگ جهان معاصر به حساب می آید و وجود ارتباط تنگاتنگ بین پژوهش، تولید و تکامل تولیدات امری انکارناپذیر بوده و پژوهش های جهت دار- به ویژه در میدان هایی مانند مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی- در واقع اساس آموزش و لازمه رشد و توسعه همه جانبه و پایدار است. کشور ما در برنامه های توسعه در عمل چه جایگاهی برای دانش و دانایی در نظر گرفته است؟

در شرایطی که روند کاروان پرشتاب علمی و فناوری در کشورهای فراصنعتی جهان، اعماق اقیانوس ها و کهکشان ها را به چرخه تولیدات خود وصل کرده است. در وضعیتی که در میانگین، در حدود کمتر از هر چهار سال، میزان دانش جهان دو برابر می شود که برای علوم و فنون راهبردی مانند مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی، از این مدت نیز بسیار کوتاه تر است، نقدینگی ما چیست؟ در حالی که واقعاً، فرصت چندانی نداریم؛ برای آینده کشور چه برنامه های روزآمد، کارآمد و کارآفرین داریم؟ و به چه میزانی بر رسالت تاریخی خود برای همگام شدن با تحولات چشمگیر علمی و فنی و استفاده روزآمد از فناوری های جدید_ مانند مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی و نانوفناوری که تمام شئونات زندگی ما را دربرگرفته است- پایبندیم؟

---