مهندسی ژنتیک یک دانش مهم عملی در میان علوم روز است. جدا از همه اختلاف‌ها و بحث‌های اخلاقی، توانایی تغییر رشته ژنتیکی بسیار خیره کننده است. ابزارهای ژنتیکی در دسترس مانند CRISPR برای مداوای بیماری‌های لاعلاج به کار می‌رود. در ادامه دلایلی در مورد این ادعا مطرح می‌شود. این فهرست بدون ترتیب خاصی نوشته شده است و جامع نیست. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
نخستین حیوانات مهندسی شده‌ی ژنتیکی در سال ۱۹۷۳ متولد شدند
نخستین ارگان مهندسی شده ژنتیکی، genetically modified organism یا به طور خلاصه GMO، یک باکتری بود. در سال ۱۹۷۳ رشته ژنتیکی باکتری E. coli از طریق مهندسی ژنتیک به پادتن به نام kanamycin مقاوم شد. در همین محدوده زمانی موشها نخستین حیواناتی بودند که تحت مهندسی ژنتیک قرار گرفتند. در ۱۹۸۲ باکتری‌های سازنده انسولین تولید شدند و بسیار سریع تجاری سازی شدند. مهندسی ژنتیک صنایع غذایی از سال ۱۹۹۴ ابداع شد.
محصولات مهندسی ژنتیک در پیرامون ما
روش‌های مهندسی ژنتیک در بسیاری موارد برای پژوهش، کشاورزی، بیوتکنولوژی و داروسازی استفاده می‌شود. به طور مثال آنزیم‌های مهندسی شده در شوینده‌ها، داروهایی مانند انسولین، و هورمون‌های رشد را می‌توان با سلول‌های حاصل از GMO تولید کرد.
از معمول‌ترین موضوعات مورد مطالعه در مهندسی ژنتیک موش و گورخرماهی است
موش و گورخر ماهی هر دو عمر کوتاهی دارند. بنابراین حاصل تعداد زیادی از تغییرات در DNA را می‌توان در زمان کوتاهی برای چند نسل مشاهده کرد. گورخر ماهی به طور خاص مورد توجه است چون فاز نوزاد آن یا لاروا شفاف است. پس می‌توان تغییرات داخل بدن نوزاد ماهی را دید.
معمای اخلاقی مهندسی ژنتیک
در حالیکه استفاده عملی و محاسن مهندسی ژنتیک را در زمان کوتاهی می‌توان اثبات کرد، نگرانی‌های اخلاقی و زیست محیطی خاصی پیرامون آن مطرح شده است. به عنوان مثال مهندسی نوزاد انسان، به درستی، غیر اخلاقی و ممنوع است.
در مورد مسائل زیست محیطی گفته می‌شود که محصولات GMO نباید در طبیعت آزاد شوند. چراکه به سادگی گونه‌های طبیعی موجود را مغلوب خواهند کرد. این موضوع برای اقلیم‌های طبیعی خطر بزرگی ایجاد خواهد کرد و تعادل موجود را به هم خواهد زد.
مهندسان ژنتیک می‌توانند ژنوم‌های کاملا مصنوعی بسازند
از دهه ۱۹۷۰ تا کنون مهندسی ژنتیک بسیار شکوفا شده است. امروزه مهندسان ژنتیک می‌توانند یک رشته پایه را به ارزانی و دقیق انبوه سازی کنند. این رشته‌های مصنوعی تنها برای مقاصد پژوهشی استفاده می‌شوند. هدف این است که اثر یک رشته که در طبیعت موجود نیست را بشناسند. این رشته synthetic genomics نامیده می‌شود. برخی شرکت‌های مانند Synthetic Genomics برای پژوهش در این زمینه بنا نهاده شده‌اند.
کروموزوم های آزمایشگاهی
این یک واقعیت است که به طور عملی امکان ساخت یک رشته کامل کروموزومی در آزمایشگاه وجود دارد. کروموزوم زنبور‌های عسل نمونه‌ای است که در آزمایشگاه تولید شده است. این گام بزرگی برای دانشمندان فعال در این زمینه است.
مهندسی ژنتیک به طور نظری برای کلیه جانداران قابل استفاده است
مهندسی ژنتیک برای طیف وسیعی از جانداران قابل استفاده است. چه یک سلول کوچک باشد و چه یک گوسفند کامل.
حیوانات مهندسی شده می توانند در درمان بسیاری از بیماران نقش مهمی ایفا کنند
همان طور که پیش‌تر اشاره شد، مهندسی ژنتیک برای درمان بیماری‌ها و اختلال‌های بسیاری از جمله دیابت استفاده می‌شود. این روش برای درمان بیماری‌های دیگری مانند آلزایمر یا فیبروز سیستیک نیز مفید باشد.
مهندسی ژنتیک صورتی پیچیده تر از کپی برداری و جایگذاری است
جزئیات تکنیکی مهندسی ژنتیک بسیار پیچیده است. اما اصول نخستین آن به سادگی فهمیده می‌شود. هرگاه مهندسین ژنتیک ژنومی را دستکاری می‌کنند احتمالا بخشی از ژنم معیوب را حذف می‌کنند. گاهی یک جفت پایه از ژنم را حذف می‌کنند. گاهی نیز بخشی سالم و جدید به ژنم می‌افزایند.
قسمت افزوده شده به ژنوم می‌تواند کاملا مصنوعی باشد، از ارگان زنده دیگری یا همان موجود استخراج شده باشد. اما انجام دادن این اعمال در واقع بسیار پیچیده است.
مهندسی ژنتیک در گذشته معنای وسیعی داشت
در حالیکه امروزه مهندسی ژنتیک تنها به رشته‌های DNA مربوط می‌شود، در گذشته معنای وسیعی داشت. پیش‌تر مفاهیم نه چندان پیچیده مانند انتخاب طبیعی، لقاح مصنوعی، باروری آزمایشگاهی، و کپی برداری نیز در این حوزه قرار داشت.
روش های دستکاری DNA برای نخستین بار در دهه ۱۹۶۰ ابداع شد
مهندسی ژنتیک به واسطه کشف آنزیم محدود کننده در دهه ۱۹۶۰ توسط دانشمند سوئیسی Warner Arber معرفی شد. این آنزیم می‌توانست قسمت‌هایی تصادفی از DNA را حذف کند. مدت کوتاهی پس از آن آنزیمی به نام آنزیم محدود کننده نوع دوم توسط دانشمند آمریکایی، Hamilton O. Smith، کشف شد. این آنزیم برای پاکسازی هدفمند DNA استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانیم:
درمان سرطان خون و مقابله با HIV به کمک CRISPR
یازده نام مهم علمی در سال۲۰۱۹(بخش دوم)
بررسی چالش ها و مشکلات امنیتی، اخلاقی و حفظ حریم شخصی در صنعت ژنتیک
منبع: interestingengineering
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
