زیستشناسی مصنوعی با عبور از مهندسی ژنتیک سنتی، راه را برای طراحی سامانههای زیستی جدید هموار کرده است؛ فناوریای که میتواند درمان بیماریها، تولید محصولات کشاورزی و حفاظت از محیط زیست را متحول کند، اما همزمان پرسشهای مهمی درباره ایمنی و اخلاق به همراه دارد.
به گزارش سیناپرس، در تحقیق جدیدی که توسط محققان ایرانی انجام شده است، ظرفیتهای زیستشناسی مصنوعی در حوزههای پزشکی، کشاورزی و محیط زیست مرور و چالشهای اخلاقی و ایمنی آن تحلیل شدهاند.
زیستشناسی مولکولی و فناوری زیستی طی بیش از نیم قرن گذشته با سرعتی چشمگیر رشد کردهاند. پیشرفت در تعیین توالی کامل ژنوم موجودات زنده، شناسایی ژنها و بخشهای مختلف ماده ژنتیکی مانند پروموترها و سایر عناصر تنظیمکننده، درک عملکرد پروتئینها و آنزیمها و شناخت سازوکارهای درونسلولی، حجم عظیمی از اطلاعات را در اختیار دانشمندان قرار داده است.
این دادههای گسترده که گاهی از آنها با عنوان «کلاندادههای زیستی» یاد میشود، پایه و اساس بسیاری از دستاوردهای نوین در پزشکی، صنعت، کشاورزی و محیط زیست را شکل دادهاند. فناوری DNA نوترکیب و تولید موجودات تغییر یافته ژنتیکی از نتایج همین پیشرفتها هستند که امروز در تولید داروها، واکسنها، محصولات کشاورزی مقاوم و فرآوردههای صنعتی کاربرد دارند.
با وجود این پیشرفتهای چشمگیر، استفاده از اطلاعات زیستی در سالهای گذشته بیشتر به انتقال یا کپی کردن یک ویژگی از موجودی به موجود دیگر محدود بوده است. اما به تدریج ایدههای خلاقانهتری مطرح شد که تنها به جابهجایی ژنها اکتفا نمیکرد، بلکه به طراحی و ترکیب مسیرهای زیستی جدید میاندیشید.
از دل این نگاه نو، حوزهای با عنوان «زیستشناسی مصنوعی» شکل گرفت؛ شاخهای پیشرفته از مهندسی ژنتیک که هدف آن طراحی و ساخت مدارهای ژنتیکی و حتی سامانههای زیستی تازه با کارکردهای مشخص است.
اهمیت این حوزه در آن است که میتواند راهحلهایی برای مشکلاتی ارائه دهد که پیشتر پاسخ روشنی برای آنها وجود نداشت؛ از درمان بیماریهای پیچیده گرفته تا افزایش بهرهوری کشاورزی و پاکسازی آلایندههای محیطی.
سیدالیاس مرتضوی، استادیار پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، به همراه یکی از همکاران خود، پژوهشی را در همین راستا و درباره فرصتها و چالشهای زیستشناسی مصنوعی در چارچوب اخلاق، امنیت و ایمنی زیستی انجام دادهاند.
آنان در این مطالعه کوشیدهاند با نگاهی جامع، هم ظرفیتهای تحولآفرین این فناوری و هم دغدغههای مرتبط با استفاده مسئولانه از آن را بررسی کنند و تصویری علمی از آینده این حوزه ارائه دهند.
روش انجام این پژوهش به صورت «مطالعه مروری» بوده است. به این معنا که پژوهشگران با بررسی و تحلیل مجموعهای از مقالات و منابع علمی معتبر، یافتههای منتشرشده درباره کاربردها، مزایا و مخاطرات احتمالی زیستشناسی مصنوعی را گردآوری و ارزیابی کردهاند.
در این نوع مطالعات، آزمایش جدیدی انجام نمیشود، بلکه نتایج تحقیقات پیشین بهصورت نظاممند بررسی میشود تا جمعبندی دقیقتری از وضعیت دانش موجود به دست آید. این رویکرد به پژوهشگران امکان میدهد تصویری گسترده و بهروز از یک حوزه علمی ارائه دهند و نقاط قوت و ضعف آن را شناسایی کنند.
یافتههای این بررسی نشان میدهند که زیستشناسی مصنوعی میتواند راهحلهای بدیعی برای چالشهای کنونی ارائه کند. در کشاورزی، این فناوری قادر است به تولید محصولات بیشتر و سالمتر کمک کند و حتی موجودات جدیدی را برای مصارف خاص «اهلی» کند.
در پزشکی، از زیستشناسی مصنوعی برای طراحی مدارهای ژنتیکی هدفمند علیه تومورها، رهاسازی کنترلشده عوامل درمانی و توسعه پزشکی شخصی استفاده میشود. همچنین تولید داروها و واکسنهای مؤثرتر از دیگر کاربردهای مهم این حوزه به شمار میرود.
اما در کنار این فرصتها، موضوع «استفاده دوگانه» از فناوری نیز مطرح است؛ مفهومی که به امکان بهرهبرداری نادرست از یک فناوری مفید اشاره دارد. نگرانیهایی درباره ایمنی زیستی (جلوگیری از آسیب ناخواسته به انسان و محیط زیست)، امنیت زیستی (پیشگیری از سوءاستفاده عمدی) و مسائل اخلاقی در این زمینه مطرح شده است.
برخی منتقدان هشدار میدهند که انتشار ناخواسته موجودات دستکاریشده در طبیعت یا استفاده مخرب از این دانش میتواند پیامدهای منفی داشته باشد، هرچند شواهد قطعی درباره چنین سناریوهایی محدود است.
بر اساس اطلاعات ارائهشده در این مطالعه که در «فصلنامه ایمنی زیستی» وابسته به انجمن ایمنی زیستی ایران انعکاس یافتهاند، زیستشناسی مصنوعی میتواند در شناسایی و حذف آلایندههای محیطی، تأمین هوای پاکتر و آب سالمتر نقشآفرینی کند.
این فناوری همچنین امکان پایش سلامت انسان و دام، تشخیص سریع بیماریها و ارائه پاسخ درمانی بهموقع را فراهم میکند. در حوزه صنعت نیز طراحی آنزیمهای جدید برای بهبود سوختهای زیستی و افزایش کارایی تولیدات زیستی از جمله کاربردهای مهم آن است. نمونهای از تلاشها در این زمینه، تولید نیمهمصنوعی داروی ضد مالاریا بوده که با پیشرفت فناوری میتواند به درمان صدها هزار بیمار کمک کند.
به نقل از ایسنا، مجریان این تحقیق تأکید میکنند که بسیاری از فناوریهای علمی در آغاز با تردید و نگرانی روبهرو بودهاند، اما با توسعه چارچوبهای نظارتی و استفاده مسئولانه، منافع آنها بر مخاطراتشان پیشی گرفته است.
از نگاه آنان، سرمایهگذاری در آموزش، تدوین سیاستهای دقیق و گسترش گفتوگوی عمومی میان متخصصان و جامعه میتواند مسیر توسعه ایمن زیستشناسی مصنوعی را هموار کند و در عین حال، فرصتهای ارزشمند آن را از دید عموم پنهان نسازد.