دنیای فناوری

مهندسى تغییر در موجودات زنده

بیوتکنولوژى و مهندسى ژنتیک دانش جدیدى است که دستاوردهاى آن در هاله اى از بیم و امید است. درطول تاریخ علوم و کشفیات جدید بسیارى از اختراعات و کشفیات علمى در مراحل ابتدایى خود با مقاومت و انکار ازسوى سایر متخصصان و پژوهشگران روبه رو شده اند و این درحالى بوده است که این کشفیات تنها تغییرات اندکى در نحوه زندگى و تفکر بشر به وجود آورده اند اما مهندسى ژنتیک با ساختار اصلى و قانونمند سامانه هستى درافتاده است و خواهان تغییرات اساسى و اصلى دراین ساختار است. در این مرحله از پیشرفت علم بشر به دنبال آن است که با بهره گیرى از علم و دانش خود هم چنان بر کاستى ها غلبه کرده و مسیر رشد و ترقى خود را ادامه دهد. اما این تغییرات به دلیل آمیخته بودن با قوانین طبیعى بسیارحساس و شگفت انگیز خواهدبود و لذا وارد شدن در این مقوله آمیخته با بیم و امید است.
تاریخچه بیوتکنولوژى
واژه بیوتکنولوژى داراى قدرت است و آنگونه که همگان تصورمى کنند خیلى جدید نیست. این واژه ابتدا در کتابى که توسط نویسنده مجارى Erkey در سال ۱۹۱۹ نوشته شد مورداستفاده قرارگرفت. این کتاب مشتمل بر مسائل زیست شناسى است و به علاوه روش تولید محصولات توسط میکرو ارگانیزمها در آن تشریح شده است که موضوعى بود که در رشته کشاورزى به طور مشخص مورداستفاده واقع مى شد، اما در همان سال ها دکتر chaim wiezman از دانشگاه منچستر موفق به توسعه فرایند صنعتى تولیدانبوه استون توسط فرمانتاسیون شده بود که این فرایند با تعریفى که توسط Erkey از بیوتکنولوژى شده بود تطابق کامل داشت.
با پیشرفت زمینه هاى استفاده از بیوتکنولوژى مترادف با تکنولوژى تعاریف رایج از این رشته نیز دستخوش تغییرات شد تا این که واژه بیوتکنولوژى مترادف با تکنولوژى تخمیر شد. این واژه در سال ۱۹۶۲ توسط Elmer Qarden در مقاله اى در مجله بیوتکنولوژى و مهندسى زیستى مورداستفاده قرارگرفت و همزمان با این کاربرد از سوى اتحادیه بیوتکنولوژى اروپا که تازه نیز تأسیس شده بود تعریف مشابهى ارائه شد. اما در سال بعد در مقاله اى منتشر شده در یک مجله مهندسى ژنتیک تعریف توسعه علمى و اقتصادى در زمینه ژنتیک براى تعریف بیوتکنولوژى مورداستفاده قرارگرفت واین تعریف، تعریف موردتأیید کمیسیون علائم تجارى آمریکا قرارگرفت و به صورت علامتى تجارى درزمینه مهندسى ژنتیک مورداستفاده قرارگرفت.
بیوتکنولوژى و علوم پزشکى
کاربرد رشته بیوتکنولوژى در زمینه علوم پزشکى و دارویى شامل ابداع روش هاى کاملاً جدید براى تشخیص مولکولى مکانیسم هاى بیمارى زایى و گشایش رشته جدیدى در زمینه پزشکى تحت عنوان پزشکى مولکولى است و به علاوه امکان تشخیص پیش از تولد بیمارى ها و پس ازتولد بیمارى ها، ژن درمانى و ازبین بردن معلولیت هاى کودکان پیش از تولد، تولید واکسن هاى جدید، ساخت کیت هاى تشخیصى، تولد پادتن هاى منوکلونال، ایجاد میکرو ارگانیسم هاى دست کارى شده براى کاربردهاى خاص و غیره را شامل مى شود.
امروزه براى تشخیص مداواى دقیق بیماران، پیشگیرى از بیمارى ها و درمان بیمارى ها راه دیگرى جز پزشکى مولکولى وجودندارد. به علاوه به عنوان نمونه هاى عملى از کاربرد بیوتکنولوژى درعلوم پزشکى و درمانى مى توان به موارد زیر نیز اشاره کرد:
۱- ژن درمانى
۲- طرح بین المللى ژنوم انسان
۳- شبیه سازى مکانیسم هاى مولکولى پیدایش سرطان
۴- شبیه سازى
بیوتکنولوژى و کشاورزى
با توجه به رشد روزافزون جمعیت جهان و نیز افزایش تقاضا براى موادغذایى طى سال هاى اخیر شاهد تغییرات اساسى در زمینه تولید محصولات کشاورزى در سال هاى اخیر بوده ایم و این خود سبب گذر جدى و اجتناب ناپذیر از کشاورزى سنتى به کشاورزى پیشرفته گردیده است و به علاوه سبب شده است که علاوه بر استفاده از ادوات و تجهیزات کاشت، داشت و برداشت جدید براى محصولات، روش هاى نوین بیوتکنولوژى نیز در تولید محصولات دامى و زراعى مورد استفاده قرار گیرد تا بدین وسیله مشکلات تأمین موادغذایى جوامع مرتفع شود.
استفاده از روش هاى افزایش کمى وکیفى و نیز استفاده از روش هاى مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى در تولید محصولات غذایى و نیز کاهش هزینه ها و زمان تولید در این روش ها سبب شده است که گیاهان به عنوان اصلى ترین و مهم ترین منابع تجدید شونده جهان که علاوه بر تأمین غذاى انسان و حیوان نیازهاى غیرتغذیه اى مانند شیمیایى و صنعتى را نیز مرتفع مى کنند، در کانون توجهات براى تولید انبوه قرار گیرند.
علاوه بر تولید گیاهان تراریخته (دستکارى شده) دانشمندان اقداماتى نیز در جهت تولید جانوران ژنتیکى به عمل آورده اند و تولید جانوران ترانس ژنتیک از دستاوردهاى مهندسى ژنتیکى است که نمونه واقعى این جانوران تولیدى را مى توان در پژوهشکده هاى صنعتى شاهد بود و «دالى گوسفنده» نخستین نسل از این گونه از جانوران است.
بیوتکنولوژى و صنعت
کاربردهاى دانش بیوتکنولوژى علاوه بر مسائل زیستى در مسائل صنعتى نیز وجود دارد و به عنوان نمونه استفاده از میکروارگانیسم ها در استخراج و بازیافت کانى هاى پرارزشى مانند طلا، نقره، مس و اورانیوم در برخى از معادن دنیا رواج پیدا کرده است و نیز تولید اسیدهاى آلى و یا اسیدهاى چرب ویژه از دیگر زمینه هاى همکارى صنعت و دانش بیوتکنولوژى است.
تولید پلاستیک هاى قابل تجزیه، تولید انرژى هاى تجدیدپذیر، تولید ساختارهاى نانو مترى و نیز تولید آنزیم هاى خاص در صنایع غذایى، شیمیایى، سلولزى، نفت وتولید شوینده ها از دیگر عرصه هاى جدید و با ارزش بیوتکنولوژى در صنعت و محیط زیست به حساب مى آید.
اصلاح نباتات
بومى سازى گیاهان را مى توان یکى از مهم ترین دستاوردهاى علم ژنتیک به حساب آورد که هدف اصلى از انجام این کار افزایش عملکرد در واحد سطح، بهتر نمودن کیفیت محصولات و فراورده هاى کشاورزى و نیز تولید مواداولیه مورد نیاز براى جوامع انسانى است. در بیشتر گیاهان یک یا چند ژن باارزش اقتصادى وجود دارد، این دسته از ژن ها حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات کنترل مى کنند و در اولویت برنامه هاى اصلاح نباتات نیز قرار دارند. هدف اصلاح گر نباتات نباید در توسعه روش هاى سنتى کشت نباتات اصلاحى خلاصه شود بلکه باید همواره در تلاش براى ایجاد ترکیبات جدید از ژنوتیپ هاى مطلوب باشد.
هدف اصلاحى نهایى در هر برنامه اصلاحى افزایش عملکرد است که در شرایط نامساعد افزایش عملکرد به طریق اصلاح نباتات صرف زمان طولانى ترى نیاز دارد، ژن هاى کنترل کننده عملکرد براى بروز حداکثر پتانسیل خود به عوامل محیطى تولید وابسته مى باشند. به طورى کلى اصلى ترین اهداف اصلاح نباتات را مى توان به صورت زیر بیان کرد:
۱- بهبود کیفیت
۲- افزایش تولید در واحد سطح
۳- مقاومت نسبت به آفات و بیمارى
۴- مقاومت نسبت به کنش هاى محیطى