الكائنات المعدلة وراثيا: استخدماتها ومخاطرها

اهمية تكنولوجيا الحمض النووي

تعد تكنولوجيا الحمض النووي مهمة لأنها تسمح للعلماء بدراسة الحمض النووي، والتعليمات الخاصة بجميع جوانب بنية خلايانا ووظيفتها. كما يسمح للعلماء بالتلاعب بالحمض النووي لإنشاء علاجات طبية جديدة بالإضافة إلى كائنات معدلة وراثيا.

مفهوم الكائنات المعدلة وراثيا

الكائن المعدل وراثيًا (GMO) هو أي كائن تم تعديل مادته الوراثية باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية. تعد الكائنات المعدلة وراثيًا مصدرًا للأدوية والأغذية المعدلة وراثيًا وتستخدم أيضًا على نطاق واسع في البحث العلمي، إلى جانب إنتاج سلع أخرى.

يتضمن التعديل الوراثي طفرة الجينات أو إدخالها أو حذفها. عادة ما تأتي الجينات المُدخلة من أنواع مختلفة في شكل نقل جيني أفقي.

تم تعديل البكتيريا والنباتات والحيوانات وراثيا منذ أوائل السبعينيات للأغراض الأكاديمية والطبية والزراعية والصناعية. في الولايات المتحدة، تعد الكائنات المعدلة وراثيًا مثل فول الصويا الجاهز والذرة المقاومة للثقب (التسوس) جزءًا من العديد من الأطعمة المصنعة الشائعة. وكما هو الحال في العديد من مجالات التكنولوجيا الحيوية، هناك جدل كبير حول استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا.

قصة إنتاج الكائنات المعدة وراثيا

بدأ استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف (recombinant DNA) في إنتاج كائنات معدلة وراثيًا في أوائل سبعينيات القرن العشرين. وذلك بنقل الجينات بين سلالات من بكتيريا الإشريكية القولونية. ومن التجارب الناجحة في هذا المجال ما كوهين وزملاؤه في عام 1978م. فقد نجحوا في نقل جين تخليق الأنسولين في بلازميد الإشريكية القولونية. بحلول عام 1982، نجحوا في إنتاج أول كائن معدل وراثيًا. وقد حصل هذ بروتوكول إنتاج هذا الكائن على موافقة من السلطات التنظيمية الوطنية للأدوية، ولا سيما إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. وبنجاحهم في إنتاج هذا الكائن المعدل وراثيا، أمكن إنتاج كميات كبيرة من الأنسولين البشري. وهو الهرمون الذي ينظم مستويات السكر في الدم ويتم تصنيعه بشكل طبيعي بواسطة خلايا بيتا في البنكرياس. وقد سهّل ذلك توافر الأنسولين تجاريًا على نطاق واسع بسعر في المتناول للمرضى الذين يعانون من الاضطرابات الأيضية من النوعين 1 و2 من داء السكري.

الاستخدمات العملية للكائنات المعدلة وراثيا

- الاستخدمات العملية للكائنات المعدلة وراثيا في الطب

تستخدم بعض تطبيقات تكنولوجيا الحمض النووي في إنتاج علاجات الطبية مهمة منها العلاجات التالية

إنتاج هرمون الأنسولين البشرى

ينتج  هرمون الأنسولين البشرى (لعلاج مرضى السكر)، عن طريق زراعة الجين الخاص به مع البلازميد داخل خلايا بكتيرية فتصبح البكتيريا منتجة للأنسولين.

بالرغم من تكلفة الأنسولين البشرى المصنع بواسطة الكائنات المعدلة وراثيا (في البكتريا). العالية. إلا أنه أفضل لبعض المرضى الذين لا يتحملون الفروق الطفيفة بين الأنسولين البشرى والأنسولين المستخلص من بنكرياس المواشي والخنازير بعملية طويلة وباهظة التكاليف.

إنتاج بروتينات توقف تضاعف الفيروسات تعرف بالانترفيرونات

تبنى الأنترفيرونات داخل جسم الإنسان في الخلايا المصابة بالفيروس. ثم تنطلق منها إلى الخلايا المجاورة فتعمل على حمايتها من مهاجمة الفيروس.

حتى عام 1970م، كان يستخلص الأنترفيرون الطبي بصعوبة من خلايا الأنسان. لذلك كان نادر الوجود وغالى الثمن. ولقد تمكن الباحثون من إنتاج الانترفيرون بواسطة البكتيريا عن طريق إدخال 15 جينا بشريا للأنترفيرون إلى داخل خلايا بكتيرية. وبذلك أصبح متوفرا ورخيص الثمن نسبيا.

يعتقد العلماء أن الانترفيرونات قد تكون مفيدة في علاج بعض أنواع السرطان. ولكن الدراسات المبدئية لاستخدام الانترفيرون في علاج السرطان كانت مخيبة للآمال, وقد يرجع ذلك إلى مشاكل تقنية يمكن التغلب عليها في المستقبل.

- الاستخدمات العملية للكائنات المعدلة وراثيا في الزراعة

تتضمن بعض تطبيقات تكنولوجيا الحمض النووي إنتاج كائنات حية معدلة وراثيًا لتحسين مواردنا الغذائية. كما يمكن أن يستخدمها الباحثون الزراعيون في القريب العاجل في إدخال جينات مقاومة للمبيدات العشبية. و في إنتاج سلالات نباتية تقاوم مقاومة طبيعة  لبعض الأمراض الهامة لنباتات المحاصيل.

تستخم هذه التقنية أيضا في عزل ونقل الجينات الموجودة في النباتات البقولية. تلك الجينات التي تمكنها من استضافة البكتريا القادرة على تثبيت النيتروجين الجوي في جذورها) إلى نباتات محاصيل أخرى لا تستطيع استيعاب هذه البكتريا.  وهذا قد يمكننا من الاستغناء عن إضافة الأسمدة النيتروجينية عالية التكلفة والتي تسبب تلويث المياه في المناطق الزراعية.

- الاستخدمات العملية للكائنات المعدلة وراثيا في البحث العلمي

لقد تمكن الباحثون من: ‏

زرع جين لون الياقوت الأحمر للعيون من ‏سلالة ذبابة الفاكهة (الدروسوفيلا) في ‏خلايا مقرر لها أن تكون أعضاء تكاثرية ‏لجنين من سلالة أخرى. وعند نمو الجنين ‏أنتج أفرادا لها عيون ذات لون الياقوت ‏الأحمر بدلا من اللون البنى.

إدخال جين يحمل شفرة هرمون النمو من فأر ‏من النوع الكبير (أو إنسان) إلى فئران من ‏النوع الصغير. فنمت هذه الفئران الصغيرة ‏إلى ضعف حجمها الطبيعي وقد انتقلت ‏هذه الصفة إلى الاجيال التالية.

تستخدم تكنولوجيا الحمض النووي في إنتاج كائنات حية دقيقة معدلة وراثيًا لإنتاج الوقود والمعالجة الحيوية.

بعض مخاطر الكائنات المعدلة وراثيا

على الرغم من أهمية الكائنات المعدلة وراثيا في مجالات عديدة الان ان له مخاطر كثيرة. فمثلا من المحتمل أن يتم إدخال جين مسئول عن إنتاج مواد سامة داخل خلايا بكتيرية وإطلاقها في العالم. ويعتقد أن هذا الاحتمال ضعيف لأن سلالات البكتيريا المستخدمة في هذه التجارب المعملية الأن أصبحت غير قادرة على الحياة إلا في أنابيب الاختبار. كما ان البكتيريا المستخدمة في تجارب. الكائنات المعدلة وراثيا ما هي الا بكتيريا E-Coli التي تعيش في امعاء الانسان.

المراجع

https://en.wikipedia.org/wiki/Recombinant_DNA