مهندسی تغییر در موجودات زنده

بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید است. درطول تاریخ علوم و کشفیات جدید بسیاری از اختراعات و کشفیات علمی در مراحل ابتدایی خود با مقاومت و انکار ازسوی سایر متخصصان و پژوهشگران روبه رو شده اند و این درحالی بوده است که این کشفیات تنها تغییرات اندکی در نحوه زندگی و تفکر بشر به وجود آورده اند اما مهندسی ژنتیک 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 که با بهره گیری از علم و دانش خود هم چنان بر کاستی ها غلبه کرده 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 بیوتکنولوژی
واژه بیوتکنولوژی دارای قدرت است و آنگونه که همگان تصورمی کنند خیلی جدید نیست. این واژه ابتدا در کتابی که توسط نویسنده مجاری Erkey در سال ۱۹۱۹ نوشته شد مورداستفاده قرارگرفت. این کتاب مشتمل بر مسائل زیست شناسی است و به علاوه روش تولید محصولات توسط میکرو ارگانیزمها در آن تشریح شده است که موضوعی بود که در رشته کشاورزی به طور مشخص مورداستفاده واقع می شد، اما در همان سال ها دکتر chaim wiezman از دانشگاه منچستر موفق به توسعه فرایند صنعتی تولیدانبوه استون توسط فرمانتاسیون شده بود که این فرایند با تعریفی که توسط Erkey از بیوتکنولوژی شده بود تطابق کامل داشت.
با پیشرفت زمینه های استفاده از بیوتکنولوژی مترادف با تکنولوژی تعاریف رایج از این رشته نیز دستخوش تغییرات شد تا این که واژه بیوتکنولوژی مترادف با تکنولوژی تخمیر شد. این واژه در سال ۱۹۶۲ توسط Elmer Qarden در مقاله ای در مجله بیوتکنولوژی و مهندسی زیستی مورداستفاده قرارگرفت و همزمان با این کاربرد از سوی اتحادیه بیوتکنولوژی اروپا که تازه نیز تأسیس شده بود تعریف مشابهی ارائه شد. اما در سال بعد در مقاله ای منتشر شده در یک مجله مهندسی ژنتیک تعریف توسعه علمی و اقتصادی در زمینه ژنتیک برای تعریف بیوتکنولوژی مورداستفاده قرارگرفت واین تعریف، تعریف موردتأیید کمیسیون علائم تجاری آمریکا قرارگرفت و به صورت علامتی تجاری درزمینه مهندسی ژنتیک مورداستفاده قرارگرفت.
● بیوتکنولوژی و علوم پزشکی
کاربرد رشته بیوتکنولوژی در زمینه علوم پزشکی و دارویی شامل ابداع روش های کاملاً جدید برای تشخیص مولکولی مکانیسم های بیماری زایی و گشایش رشته جدیدی در زمینه پزشکی تحت عنوان پزشکی مولکولی است و به علاوه امکان تشخیص پیش از تولد بیماری ها و پس ازتولد بیماری ها، ژن درمانی و ازبین بردن معلولیت های کودکان پیش از تولد، تولید واکسن های جدید، ساخت کیت های تشخیصی، تولد پادتن های منوکلونال، ایجاد میکرو ارگانیسم های دست کاری شده برای کاربردهای خاص و غیره را شامل می شود.
امروزه برای تشخیص مداوای دقیق بیماران، پیشگیری از بیماری ها و درمان بیماری ها راه دیگری جز پزشکی مولکولی وجودندارد. به علاوه به عنوان نمونه های عملی از کاربرد بیوتکنولوژی درعلوم پزشکی و درمانی می توان به موارد زیر نیز اشاره کرد:
۱) ژن درمانی
۲) طرح بین المللی ژنوم انسان
۳) شبیه سازی مکانیسم های مولکولی پیدایش سرطان
۴) شبیه سازی
● بیوتکنولوژی و کشاورزی
با توجه به رشد روزافزون جمعیت جهان و نیز افزایش تقاضا برای موادغذایی طی سال های اخیر شاهد تغییرات اساسی در زمینه تولید محصولات کشاورزی در سال های اخیر بوده ایم و این خود سبب گذر جدی و اجتناب ناپذیر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته گردیده است و به علاوه سبب شده است که علاوه بر استفاده از ادوات و تجهیزات کاشت، داشت و برداشت جدید برای محصولات، روش های نوین بیوتکنولوژی نیز در تولید محصولات دامی و زراعی مورد استفاده قرار گیرد تا بدین وسیله مشکلات تأمین موادغذایی جوامع مرتفع شود.
استفاده از روش های افزایش کمی وکیفی و نیز استفاده از روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در تولید محصولات غذایی و نیز کاهش هزینه ها و زمان تولید در این روش ها سبب شده است که گیاهان به عنوان اصلی ترین و مهم ترین منابع تجدید شونده جهان که علاوه بر تأمین غذای انسان و حیوان نیازهای غیرتغذیه ای مانند شیمیایی و صنعتی را نیز مرتفع می کنند، در کانون توجهات برای تولید انبوه قرار گیرند.
علاوه بر تولید گیاهان تراریخته (دستکاری شده) دانشمندان اقداماتی نیز در جهت تولید جانوران ژنتیکی به عمل آورده اند و تولید جانوران ترانس ژنتیک از دستاوردهای مهندسی ژنتیکی است که نمونه واقعی این جانوران تولیدی را می توان در پژوهشکده های صنعتی شاهد بود و «دالی گوسفنده» نخستین نسل از این گونه از جانوران است.
● بیوتکنولوژی و صنعت
کاربردهای دانش بیوتکنولوژی علاوه بر مسائل زیستی در مسائل صنعتی نیز وجود دارد و به عنوان نمونه استفاده از میکروارگانیسم ها در استخراج و بازیافت کانی های پرارزشی مانند طلا، نقره، مس و اورانیوم در برخی از معادن دنیا رواج پیدا کرده است و نیز تولید اسیدهای آلی و یا اسیدهای چرب ویژه از دیگر زمینه های همکاری صنعت و دانش بیوتکنولوژی است.
تولید پلاستیک 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 بیوتکنولوژی در صنعت و محیط زیست به حساب می آید.
● اصلاح نباتات
بومی سازی گیاهان را می توان یکی از مهم ترین دستاوردهای علم ژنتیک به حساب آورد که هدف اصلی از انجام این کار افزایش عملکرد در واحد سطح، بهتر نمودن کیفیت محصولات و فراورده های کشاورزی و نیز تولید مواداولیه مورد نیاز برای جوامع انسانی است. در بیشتر گیاهان یک یا چند ژن باارزش اقتصادی وجود دارد، این دسته از ژن ها حساسیت و مقاومت گیاهان را نسبت به امراض و آفات کنترل می کنند و در اولویت برنامه های اصلاح نباتات نیز قرار دارند. هدف اصلاح گر نباتات نباید در توسعه روش های سنتی کشت نباتات اصلاحی خلاصه شود بلکه باید همواره در تلاش برای ایجاد ترکیبات جدید از ژنوتیپ های مطلوب باشد.
هدف اصلاحی نهایی در هر برنامه اصلاحی افزایش عملکرد است که در شرایط نامساعد افزایش عملکرد به طریق اصلاح نباتات صرف زمان طولانی تری نیاز دارد، ژن های کنترل کننده عملکرد برای بروز حداکثر پتانسیل خود به عوامل محیطی تولید وابسته می باشند. به طوری کلی اصلی ترین اهداف اصلاح نباتات را می توان به صورت زیر بیان کرد:
۱) بهبود کیفیت
۲) افزایش تولید در واحد سطح
۳) مقاومت نسبت به آفات و بیماری
۴) مقاومت نسبت به کنش های محیطی

نویسنده:وحید ارجمند
http://www.technologyworld.blogsky.com