دنیای آینده از آنِ ژنتیک است
به گزارش سیناپرس به نقل از 55 آنلاین،امروزه برای داشتن زندگی سالم، گزینه‌های بسیاری برای عامه مردم فراهم است. تغذیه مناسب یکی از عوامل بسیار مهم و تأثیرگذار در داشتن یک زندگی سالم است. مصرف غذای سالم نه‌تنها روی سلامت فیزیکی، بلکه بر سلامت روانی فرد نیز تأثیر بسیار مهمی دارد. رژیم‌های غذایی اشباع‌شده از چربی بالا، قند افزودنی، پروتئین بیش از اندازه، کمبود ویتامین و مواد مغذی مفید می‌تواند ضررهای فیزیکی و روانی جبران‌ناپذیری داشته باشد. به همین دلیل دانشمندان تمرکز بسیاری روی مواد غذایی و بهینه‌سازی آنها دارند. در دوران اخیر به دلیل پیشرفت‌های بسیار در زمینه دستکاریهای ژنتیکی، مواد غذایی از کیفیت بالاتری برخوردار هستند. تکنیک جدید و بسیار مؤثر «کریسپر/کَس9»
(CRISPR/Cas9) که برای ایجاد تغییرات هدفمند در ژنی خاص استفاده می‌شود، ازجمله روش‌های بسیار رایج در زمینه دستکاریهای ژنتیکی است.
کریسپر/کَس9 چیست؟
کریسپر/کَس9 یک سیستم کشف‌شده در باکتری است که در ایمنی دفاعی آن دخیل است. باکتری از این سیستم برای ازبین‌بردن ژنهای واردشده از ویروس‌های بیگانه دیگر استفاده می‌کند. از آنجایی که این سیستم در ژن بیگانه شکاف ایجاد می‌کند، امروزه دانشمندان از این کاربرد برای ایجاد تغییرات هدفدار در بازهای آلی دی‌ان‌ای یا دستکاریهای ژنی استفاده می‌کنند.
کریسپر/کَس9 و صنعت غذا
همان‌طور که اشاره شد، بشر در دوره انقلاب ژنتیکی است که فواید و سودهای بسیاری برای بهبود زندگی دارد؛ ازجمله پیشرفت‌های به‌دست‌آمده مربوط به بهینه‌سازی محصولات غذایی است. امروزه مصرف فراگیر بذرهای تراریخته نه‌تنها به‌طور مستقیم، بلکه غیرمستقیم نیز در کشورهای اروپایی و غیراروپایی گزارش شده است. درصد بالایی از دامداران از دانه‌های تراریخته برای تغذیه دام‌های خود استفاده می‌کنند. در آمریکای شمالی، بخش اعظمی از آمریکای جنوبی و همچنین کشور استرالیا بیشتر روغن‌های سرخ‌کردنی، روغن سالاد یا حتی سس مایونز از محصولات دانه‌های تراریخته هستند. دانه‌های سویای تراریخته برای تهیه توفو، miso، بستنی سویا، آرد سویا و شیر سویا استفاده می‌شود. برنج طلایی یکی دیگر از معمول‌ترین مثال‌های مواد غذایی غنی‌شده است. این محصول برای داشتن سطح بالای بتاکاروتن که نوعی ویتامین آ است و همچنین سطح بالای روی و آهن، دستکاری ژنی شده است. «ناوریت بولر»، پژوهشگر سوئیسی، باور دارد که برنج طلایی در مدت کمتر از پنج سال به بازار عرضه خواهد شد چراکه این محصول در بسیاری از کشورهایی که مردم آن از کمبود ویتامین آ، روی و آهن رنج می‌برند (به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه) کاربرد بسیار بالایی دارد. برخی از محققان علوم غذایی در دانشگاه هاروارد جنبه‌های مختلف محصولات غذایی تراریخته را مورد بحث قرار داده و اعلام کردند: «با داشتن نگاهی کلی‌تر بر محصولات غذایی تراریخته (به جز برنج طلایی)، تعداد بسیار زیادی از این محصولات در حال توسعه هستند. بسیاری از این محصولات برای بالابردن ذخایر ویتامین «ای» مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر انواع ویتامین‌ها، از آنجایی که 25 درصد کودکان جهان از سوءتغذیه ناشی از پایین‌بودن انرژی تولیدشده از آمینواسیدهای مختلف و ضروری رنج می‌برند، میزان پروتئین نیز ازجمله موارد کلیدی است که بسیار مورد توجه قرار گرفته است. آمینواسیدهای مختلف و ضروری، آجرهای ساختاری پروتئین‌ها هستند که مصرف روزانه آنها در رژیم غذایی بسیار مهم است. تا به امروز ذرت، کانولا و دانه‌های سویا از دسته محصولات غنی‌شده‌ای هستند که لایزین (نوعی آمینواسید) بالایی دارند. محصولات دیگری مانند سیب‌زمینی و چغندر قند نیز برای داشتن فیبرهای رژیمی بالا دستکاری ژنی شده‌اند». علاوه‌بر محصولات غذایی ذکرشده، محققان استرالیایی موز غنی‌شده از ویتامین آ، محققان کنیایی سورگوم غنی‌شده از ویتامین آ و گیاه‌شناسان سوئیسی گیاه کاساو غنی‌شده از ویتامین ب6 را نیز تولید کرده‌اند. البته قابل ذکر است که هیچ‌کدام از مواد بالا به مرحله تولید تجاری نرسیده‌اند. علاوه بر غنی‌کردن و خوش‌طعم‌ترکردن مواد غذایی، دستکاریهای ژنتیکی برای مقاوم‌کردن این محصولات نیز استفاده می‌شود. دستکاری ژنی روی بیش از ۹۰ درصد جوانه‌های پاپایا در جزایر هاوایی برای مقاوم‌شدن به نوعی ویروس خاص انجام شده است. مقاوم‌کردن بذرهای کشاورزی در برابر بیماری‌های گیاهی ازجمله کاربردهای بسیار رایج استفاده از سیستم کریسپر/کَس9 است. دانه‌های برنج مقاوم به بیماری ازجمله این محصولات هستند. نوع جدیدی آلوی مقاوم به ویروس plum pox نیز تولید شده که البته هنوز تولید تجاری آن انجام نگرفته است.
کریسپر/کَس9 و آینده صنعت غذایی
استفاده از سیستم‌های جدید دستکاری ژنتیکی مانند سیستم کریسپر/کَس9 درحال‌حاضر پتانسیل بالایی در صنعت ژنتیک و ریسک پایینی در زمینه دشواری تأییدیه‌گرفتن از اف‌دی‌ای (سازمان غذا و داروی آمریکا) دارد. ازجمله مواد تراریخته‌ای که به‌سرعت وارد بازار شدند، می‌توان به موارد ذیل
اشاره کرد:
– محققان دانشگاه پن استیت توانسته‌اند ژنی را که باعث تغییر رنگ قارچ‌های خوراکی دکمه‌ای می‌شود حذف کنند. این محصول به‌سرعت تأییدیه تولید
گرفته است.
– در سال ۲۰۱۴، محققان چینی گندم نانی تولید کردند که در برابر نوع خاصی از کپک مقاومت دارد.
– شرکت زیست‌فناوری
Calyxt، نوعی سیب‌زمینی تولید کرده است که دارای خصوصیاتی مانند ذخیره‌نکردن قندهای خاص، طعم تلخ کمتر (که مربوط به ذخایر درون سیب‌زمینی است) و پایین‌بودن میزان آکریلامید است.
– در ماه ژوئن سال گذشته، اف‌دی‌ای تولید یک نوع ذرت جدید (تراریخته) با نام
SmartStaxPro را تأیید کرد. بخشی از ژنهای این محصول برای تولید سم طبیعی که لاروهای کرم ذرت را از بین می‌برد اصلاح شده است. همچنین یک ماده ژنی (RNA) در این ذرت‌های تراریخته تولید شده که باعث خاموش‌شدن و غیرفعال‌کردن ژنهای درون لاروها و در نهایت باعث مرگ آنها می‌شود.
آیا انقلاب ژنی متوقف می‌شود؟
سؤالی که در اینجا ممکن است مطرح شود این است که چه‌چیزی باعث متوقف یا کندشدن این انقلاب ژنی می‌شود؟ «ریچارد فلاول»، محقق بنام، در زمینه زیست مولکولی و مدیر سابق مرکز جان اینز (John Innes Center) در انگلستان که در زمینه‌های علوم گیاهی، ژنتیک و میکروبیولوژی فعالیت دارد، نظر خود را در زمینه انقلاب ژنتیکی در ژورنال «نیچر بیولوژی» این‌گونه بیان کرد: «هنگامی که یکی از چالش‌های تولید غذا، تغذیه متعادل و کاهش فقر در سراسر جهان است، تحمل وضعیت نامطلوب که در آن محصولات تراریخته و دیگر محصولات جدید گیاهی توسط عده‌ای مورد سوءاستفاده قرار گرفته است، ترسناک به نظر می‌رسد. کسانی که به دنبال مقایسه محصولات تراریخته و غیرتراریخته هستند و تمایل دارند این دو مورد را در مقابل هم قرار دهند به منظور رد نظریه استفاده از مواد تراریخته، جایی برای بحث عاقلانه و اختلاف‌نظر باقی نمی‌گذارند… . کسانی که طرفدار همیشگی‌شدن بحث در مورد استفاده‌نکردن مواد تراریخته هستند و به‌طور فعالانه از استفاده از تکنولوژی جدید برای پرورش گیاهان نو جلوگیری می‌کنند، نه‌تنها در طرف اشتباه بحث قرار دارند، بلکه شواهد و دلایل علمی تولید این محصولات را متوجه نشده‌اند. اگر این عده همچنان به اعتقادات علیه شواهد پایبند باشند، خود را در سمت اشتباه تاریخ قرار می‌دهند».
کریسپر/کَس9 و علم پزشکی
کاربرد سیستم کریسپر/کَس9 تنها به صنعت غذا محدود نمی‌شود، بلکه پیشرفت چشمگیر این سیستم در علم پزشکی برای درمان بیماری‌های ژنتیکی و سرطان، شهرت بسیاری کسب کرده که البته طرفداران و منتقدان بسیاری دارد. هرچند تحقیقات انجام‌شده در این زمینه بیشتر در مراحل آزمایشگاهی
(pre-clinical) قرار دارند، اما در ژوئن سال ۲۰۱۶ اولین گزارش مربوط به شروع اولین کارآزمایی بالینی انسانی کریسپر اعلام شد. هیئت مسئولان سازمان ملی بهداشت (National Institute of Health یا به اختصار NIH)، اجازه شروع و برگزاری این آزمایش‌های بالینی را به دانشکده پزشکی دانشگاه پنسیلوانیا دادند. این گزارش اولین آزمایشی است که قرار است در آن از سیستم کریسپر/کَس9 روی انسان استفاده شود. «ادوارد‌استات‌موئر» و تیمش قصد دارند با دست‌کاری‌کردن نوعی از سلول‌های ایمنی بدن، تومورها را هدف قرار دهند. بیماران مبتلا به سرطان‌های 1. سارکوم: سرطان بافت‌های پیوندی مانند چربی، ماهیچه، عروق خونی و…
2. مولتیپل میلوما: سرطان مربوط به رشد بی‌رویه پلاسماسل خون و 3. ملانوما: سرطان‌های مرتبط با پوست و ملانین‌های آن، در این تحقیقات پزشکی شرکت کرده‌اند. دلیل انتخاب این نوع سرطان‌ها، دردسترس‌بودن تعداد زیاد بیماران و نامعیوب‌بودن سلول‌های ایمنی بدن این بیماران است. مسیری که دکترها و محققان در آزمایشات بالینی در پیش خواهند گرفت این است که سلول‌های خونی را از بدن بیمار استخراج کرده و در محیط خارج بدن، سلول‌های ناسالم مربوط به سیستم ایمنی را با استفاده از سیستم کریسپر/کَس9 اصلاح کرده و دوباره این سلول‌های ایمنی اصلاح‌شده را به بدن بیمار تزریق کنند. این سلول‌های ایمنی با هدف بهترمبارزه‌کردن بدن علیه سرطان دستکاری می‌شوند. این دستکاری در دو مرحله انجام می‌شود: 1- حذف‌کردن ژنی در سلول‌های ایمنی به نام مولکول «checkpoint» که سلول‌های سرطانی از آن برای متوقف‌کردن سیستم ایمنی استفاده می‌کنند. 2- ژن تولید‌کننده گیرنده خطر (مانند بافت‌های مریض یا ذرات بیگانه) با ژن تولید‌کننده گیرنده‌ای که مسئول هدایت‌کردن سلول‌های ایمنی به سمت تومور است و در آزمایشگاه طراحی شده، جایگزین می‌شود. این تحقیقات قرار است امسال آغاز شود و تا سال ۲۰۳۳ ادامه خواهد داشت. هرچند چین درحال‌حاضر این آزمایش‌ها را شروع کرده، اما محققان آمریکایی به دلیل داشتن تأییدیه اف‌دی‌ای اعتقاد دارند که جلوتر هستند و امیدوارند که به‌زودی اروپا نیز به آنها بپیوندد. نتایج این تحقیقات، تأثیرات بسیار بزرگی بر آینده دنیای ژنتیک و دستکاری ژنی خواهد گذاشت. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که با همه دستاوردها و پیشرفت‌های محققان در استفاده از سیستم کریسپر در زمینه کشاورزی و صنعت غذا، اثبات توانایی استفاده از این سیستم در علم پزشکی برای درمان بیماری‌ها، هدف بسیار بزرگی است که دستیابی به آن انقلاب عظیمی در دنیای پزشکی ایجاد می‌کند.
موافقان یا مخالفان دستکاری ژنی چه می‌گویند
پیشرفت چشمگیر در توانایی تولید موجودات و مواد تراریخته، سؤال‌های مهم و عمیقی را در مورد توانایی‌های بشر، دانش ما درباره علوم طبیعی و همچنین توانایی‌های ما در ایجاد تغییر در جهان اطراف برمی‌انگیزد. با وجود اثبات تمامی جنبه‌های امنیتی، همان‌طور که عده بسیاری لقاح مصنوعی و شبیه‌سازی انسان را محکوم کردند، دستکاریهای ژنتیکی (به‌خصوص در انسان) نیز مخالفان سرسختی دارد. برای مدت طولانی در آمریکا، با وجود پیشرفت بالای صنعت دستکاریهای ژنتیکی در جنین انسان، حتی سازمان ملی بهداشت (NIH) هم تمایلی به حمایت مالی آن نداشت. بحث‌های ضد این تکنولوژی بیشتر مربوط به ترس اجتماع و عامه مردم از ناشناخته‌هاست. از جمله دلایل مخالفان بحث کم‌شدن تنوع بیولوژیک و ژنتیکی در انسان‌هاست. آنها معتقد هستند صنعت دستکاریهای ژنتیکی یک وسیله است که می‌توان هدف استفاده از آن را یکنواخت‌کردن ژنتیک بشر دانست. طرفداران این تکنولوژی این نظریه را رد کرده و باور دارند که این کار عملی نیست زیرا آنها اعتقاد دارند برای عملی‌کردن این هدف بايد ژنهای تک‌تک انسان‌های روی کره زمین را به صورت همسان دستکاری کرد و البته انتظار داشت که جهش‌های اکتسابی و محیطی نیز اتفاق نیفتد. علاوه بر این بحث، برعکس مبحث بالا نیز مطرح شده که ممکن است از این تکنولوژی برای ایجاد تغییر بیشتر در ژن بشر استفاده کرد که این مسئله نیز از نظر طرفداران رد شده چراکه آمار روز دنیا نشان داده به دلیل ازدواج‌های ملیت‌های مختلف تنوع جمعیت سیل نزولی دارد. از جمله دلایل دیگر برای مخالفان، بحث ریسکی و خطرناک‌بودن این تکنولوژی است؛ مخصوصا به دلیل نداشتن اطلاعات کافی از اختلالات ایجادشده ناشی از استفاده از این سیستم در انسان و دوباره طرفداران این بحث را با مثالی در رابطه‌با شکل‌گرفتن جنین رد می‌کنند. اگر زندگی «بدون ریسک» یک گزینه انتخابی برای بشر بود، هیچ زنی اجازه بارداری نداشت چراکه ریسک اختلالات ژنتیکی در دنیای زندگی «با ریسک» وجود دارد، زنان بالای ۴۰ سال اجازه باردارشدن نداشتند یا یک زوج که هر دو ناشنوا هستند، نمی‌توانستند بچه‌دار شوند چراکه در تمام این موارد ریسک اختلالات ژنی وجود دارد. اما هیچ‌کدام از این اتفاقات صحت ندارد، بشر برای تولیدمثل و بارداری ریسک می‌کند چراکه هیچ‌چیز صددرصد قابل پیشگیری و پیش‌بینی نیست. با وجود مخالفت‌های ذکرشده و بسیاری دیگر از مخالفت‌ها که هنوز مورد بحث قرار می‌گیرند، طرفداران این صنعت معتقد هستند به‌تعویق‌انداختن و جلوگیری از پیشرفت این تکنولوژی، ضررهای مالی و جانی غیرقابل جبرانی را بر بشر و دنیای زنده خواهد داشت؛ به‌خصوص استفاده از این تکنولوژی برای درمان بیماری‌های ژنی و سرطان بسیار مهم و حیاتی است.
«بیل گیتس» در قامت حامی فناوری ویرایش ژن
چندی قبل «بیل گیتس» بنیانگذار مایکروسافت نیز در مقاله‌ای طولانی که برای سایت «Foreign Affairs» نوشته بود بر حمایت از توسعه جهانی در استفاده از روش اصلاح ژن کریسپر تأکید کرد. براساس آنچه از این مقاله برمی‌آید گیتس معتقد است که ویرایش ژن می‌تواند مسائل مربوط به امنیت غذایی را حل کند و پیشگیری از بیماری‌ها را بهبود ببخشد. سال‌های طولانی است که بنیاد «بیل و ملیندا گیتس» از تحقیقات در زمینه استفاده از دستکاریهای ژنی در کشاورزی حمایت می‌کنند چراکه او معتقد است با استفاده از این سیستم می‌توان برای تولید محصولات مورد نظر و مطلوب و همچنین درمان بیماری‌های لاعلاج، ژنی را هدفدار، حذف یا اضافه کرد. او در توضیحاتش به قدمت روش‌های موجود برای دستکاریهای دی‌ان‌ای اشاره می‌کند که از اوایل 1970 با پرورش انتخابی آغاز شده و امروزه شاهدیم که دستکاری ژنی به‌طور گسترده در کشاورزی و پزشکی برای تولید انبوه و بهینه‌سازی محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیل گیتس معتقد است پیشرفت در این زمینه و ترویج در استفاده از آن می‌تواند اکتشافاتی جدید و بسیار نو به همراه داشته باشد که این خود باعث اصلاح بهتر و سریع‌تر محصولات کشاورزی و پیشرفت در درمان بیماری‌های ژنتیکی و سرطان‌های غیرقابل درمان می‌شود و در آخر او می‌گوید اصلاح و بهبود محصولات غذایی می‌تواند مشکلات اساسی مربوط به سوءتغذیه شدید را در نقاط مختلف جهان و به‌خصوص مناطقی که از فقر شدید غذایی رنج می‌برند، ریشه‌کن کند.
