اصلاح ژنتیکی، از گیاهان و حیوانات تا انسان ها

علم ژنتیک که می‌توان آن را شاخه‌ای از زیست‌شناسی دانست، در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های بسیار ارزشمندی را شاهد بوده است. دانشمندان به کمک این علم، قادر هستند چگونگی جابه‌جایی اطلاعات حیاتی بین نسل‌ها و موجودات مختلف را موردمطالعه قرار دهند. در حقیقت این تغییرات مستمر و طولانی‌مدت که در ژن‌های موجودات مختلف اتفاق می‌افتد، دلیل اصلی تکامل در طبیعت محسوب شده و ویژگی‌های منحصربه‌فرد موجودات را شکل می‌دهد. اگرچه این رویداد طی سال‌های طولانی از آغاز خلقت تا امروز به شکل یک جریان آرام ادامه داشته است، ولی انسان در سال‌های اخیر با تکیه‌بر دانش خود، توانسته است با دست‌کاری در ژن‌های موجودات، از طبیعت به نفع خود بهره‌برداری کرده و به‌این‌ترتیب، محصولاتی بیشتر و بهتر در حوزه‌های مختلف کشاورزی و دامداری تولید کند.

کلاف سردرگم اصلاح ژنتیک در انسان‌ها

البته باید به این موضوع نیز اشاره کرد که محدوده دانش ژنتیک بسیار گسترده بوده و می‌توان آن را در حوزه‌های ژنتیک انسانی نیز مورداستفاده قرارداد. این موضوع به‌منزله یک شمشیر دو لبه بسیار خطرناک است که از یک‌سو می‌توان به کمک آن با بیماری‌های مختلف ژنتیکی مبارزه کرد که گریبان‌گیر انسان‌هاست و این در حالی است که از سوی دیگر دسترسی به کدهای ژنتیکی انسان، امکان سو استفاده و تولید فراورده‌های ژنتیکی غیراخلاقی و خطرناک انسانی را نیز برای برخی از افراد و کشورهای سودجو فراهم می‌کند. اگرچه اکنون موضوع اصلاحات ژنتیکی انسان‌ها با اماواگرهای متعددی روبه‌رو است اما باید پذیرفت در آینده‌ای نه‌چندان دور، انسان ناگزیر به استفاده از این دانش خواهد بود. پیشرفت‌های پزشکی در سده اخیر موجب شده است طول عمر انسان‌ها بالا رفته و احتمال زنده ماندن کودکان دارای نقص ژنتیکی، افزایش پیدا کند. به‌این‌ترتیب ژن‌های معیوبی که درگذشته با مرگ کودکان بیمار از بین رفته و نابود می‌شدند، با کمک دانش پزشکی، باقی‌مانده و به نسل‌های بعدی منتقل می‌شوند. در حقیقت به این وسیله انسان توانسته است بر عامل مهم انتخاب طبیعت جهت بقای بهترین‌ها، غلبه کرده و این موضوع می‌تواند تبعاتی جدی در پی داشته باشد. با توجه به اهمیت این موضوع نظریات متعددی در این زمینه ارائه‌شده است.

کنترل طبیعی افراد طی چند نسل و تلاش برای تکثیر طبیعی ژن‌های قدرتمند و سالم از مهم‌ترین نظریه‌های مطرح‌شده است. به‌این‌ترتیب با افزایش تولیدمثل طبیعی افراد دارای ژن‌های سالم و پیشگیری از تولیدمثل افرادی که در ژن آن‌ها مشکلاتی وجود دارد، می‌توان با یک برنامه بلند مدت، به اصلاح ساختار ژنتیک انسانی دست زد. نظریه دیگری که در این زمینه مطرح‌شده، دست‌کاری در ساختار ژن‌های انسان پیش از تولد و ترسیم یک نمای کلی از موجودی است که به‌عنوان یک انسان به وجود خواهد آمد است. راهکار دیگر ارائه‌شده نیز بررسی ژنتیکی افراد در دوره جنینی و حذف افرادی است که دارای اختلال ژنتیکی هستند. باید توجه داشت در این میان هنوز راهکار واحدی که بتواند همه موارد اخلاقی، مذهبی و علمی را در برگیرد ارائه نشده است و موضوع اصلاح ژنتیک انسانی همچنان به‌عنوان کلاف سردرگم باقی‌مانده است.

بحث اصلاح ساختار ژنتیکی در حیوانات و گیاهان موضوعی متفاوت است و دانشمندان با آزادی عمل بیشتری در این حوزه‌ها سروکار دارند. برای مثال مدتی پیش پژوهشگران ژاپنی در دانشگاه شینشو (Shinshu) کشور ژاپن با همکاری انستیتوی ملی علوم زیست کشاورزی این کشور از طریق انجام مهندسی ژنتیک بر روی نوعی عنکبوت و کرم ابریشم، موفق به تولید ابریشمی باکیفیت بسیار بالا شدند. این تحقیقات پس از ماه‌ها مطالعه و آزمایش سرانجام به نتیجه رسیده و ابریشم ساخته‌شده توسط این عنکبوت قابلیت استفاده در صنایع نساجی و پزشکی را دارد.

عنکبوتی که ابریشم تولید می‌کند

بر اساس اطلاعات منتشرشده در این زمینه، این محصول ابریشم به دست آمده، نسبت به ابریشم‌های معمولی قدرت و استحکام بیشتری دارد و می‌تواند در صنایع نساجی و همچنین در حوزه پزشکی و انجام عمل‌های جراحی به شکل گسترده مورداستفاده قرار گیرد. این محصول جدید که ابریشم عنکبوت یا "Spider Silk" نامیده می‌شود علاوه بر استحکام بیشتر، نسبت به ابریشم ساخته‌شده توسط کرم ابریشم از نرمی و لطافت بالاتری برخوردار است. این پروژه حاصل تحقیقات و پژوهش‌های دانشمندان و متخصصین ژنتیک در دانشگاه شینشو کشور ژاپن است. پژوهشگران ژاپنی در این تحقیقات ژن عنکبوت بافنده را با ژن کرم ابریشم مورد استفاده در صنایع نساجی تلفیق کرده و نتیجه آن به دست آوردن محصولی با استقامت 5/1 برابر محصولات قبلی بود.

پژوهشگران این تیم تحقیقاتی دلیل استفاده از کرم ابریشم و عنکبوت را در این پروژه، قابلیت‌های خاص ابریشم و امکان تولید ابریشم زیاد از طریق این کرم و همچنین امکان تولید تارهای عنکبوت در ابعاد وسیع دانسته و اعلام کردند عنکبوت قادر نیست به میزان زیاد تار تولید کند. کرم ابریشم نیز اگرچه میزان زیادی تار تولید می‌کند ولی، فقط یکبار این قابلیت را دارد. پژوهشگران در این پروژه تلاش کردند با تلفیق این دو ویژگی از مزایای هر دو حشره استفاده کرده و نقاط ضعف آن‌ها را از بین ببرند.

گوشت قرمز از نوعی دیگر

حوزه ژنتیک حیوانی و ایجاد اصلاح در آن می‌تواند در زمینه دامداری صنعتی نیز کاربردهای بسیار زیادی داشته باشد. در حقیقت می‌توان به کمک این دستاوردها حیواناتی که انسان از آن‌ها استفاده می‌کند را با شرایط و کیفیت بهتری تولید کرد. مرکز پژوهش‌ها و آزمایشگاه دانشگاه کشاورزی در پکن (Beijing University of Agriculture) در طرحی ویژه اقدام به تکثیر ژنتیکی یک گاو ماده کرده است. این گاو ماده توسط پژوهشگران و دانشمندان این مرکز و از طریق ایجاد تغییرات در ساختار ژنتیکی، به وجود آمده و رشد کرده است. اکنون در تازه ترین بخش این مطالعات، گاو مورد نظر توانسته است مراحل بارداری و زایمان را با موفقیت پشت سر گذاشته و یک گوساله کاملا سالم به دنیا آورد. پژوهشگران بر این باورند، این عملیات گام بزرگی در مسیر تولید گاوهای تکثیرشده ژنتیکی با هدف تامین نیازمندی‌های پروتئینی جوامع محسوب می‌شود. این گاو که نیو نیو Niu Niu نام دارد، یکی از دو گاو تکثیرشده به روش ژنتیکی است که سال 2012 میلادی متولدشده بود. دانشمندان در ساختار ژنتیکی این گاو تغییراتی ایجاد کرده اند که موجب می‌شود بافت های چربی به ماهیچه‌های بدنش نفوذ کرده و به‌این‌ترتیب نوع ویژه ای از گوشت قرمز تولید شود.

تولید محصولات در سایه علم ژنتیک

دانش اصلاح ژنتیک بسیار گسترده است و در زمینه‌های مختلفی از دامداری تا کشاورزی کاربردهای متعددی دارد. افزایش جمعیت کره زمین، رشد بیش از حد مصرف‌گرایی و محدود بودن منابع آب و زمین‌های قابل‌کشت سبب شده است پژوهشگران نسبت به ابداع و ارائه روش های نوین کشاورزی اقدام کنند که در آن محصول بیشتری تولیدشده، نیاز به آب، کود و سطح زیر کشت کاهش پیدا می کند و محصول تولیدشده در برابر آفات مقاومت بیشتری دارد. یکی از این روش ها، روش مبتنی بر ایجاد جهش ژنتیکی در گیاهان یا روش Space breeding technology است. در این روش، پژوهشگران با دست‌کاری و ایجاد جهش ژنتیکی در گیاهان مختلف، به کشاورزان این امکان را می‌دهند محصولاتی پربارتر، بزرگ‌تر و باکیفیت بیشتری به دست آورند.

در حقیقت پژوهشگران با ایجاد جهش ژنتیکی در دانه ها و بذرهای گیاهان، آن‌ها را به گونه ای پرورش می دهند که با مصرف کمتر کود و آب، محصولاتی باکیفیت‌تر و بیشتر تولید کنند. یکی از مراکزی که به صورت ویژه در این زمینه فعالیت می‌کند، مرکز ژنتیک کشاورزی تیانشوی (Tianshui) واقع در ایالت گانسو (Gansu) در شمال غربی کشور چین است. در این روش کشاورزی، بوته ها و میوه‌های به دست آمده از حد عادی بزرگ‌تر هستند. برای مثال وزن متوسط کدوتنبل‌هایی که در این روش تولید می‌شوند، بیش از یک‌صد کیلوگرم بوده و گاهی تا 175 کیلوگرم نیز می رسد.

No tags for this post.