پنجشنبه, ۱۳ اردیبهشت ۱۴۰۳ / ۰۲:۳۳:۱۱
یکی از فناوری های نو ظهور و جدید که در آینده نیز می تواند نوآوری و تحولات زیادی را به همراه داشته باشد؛ فناوری اصلاح ژنتیک است. این مقوله از سالیان قبل با تکنیک های متعددی توسعه یافته است. اصلاح ژنتیکی شامل جهش؛ درج یا حذف ژن ها می ضود و معمولا از گونه های […]
یکی از فناوری های نو ظهور و جدید که در آینده نیز می تواند نوآوری و تحولات زیادی را به همراه داشته باشد؛ فناوری اصلاح ژنتیک است. این مقوله از سالیان قبل با تکنیک های متعددی توسعه یافته است. اصلاح ژنتیکی شامل جهش؛ درج یا حذف ژن ها می ضود و معمولا از گونه های متفاوت به شکل افقی انتقال می بیند. در این مقاله سعی بر آن شده است در مورد اصلاح ژنتیک توضیحاتی ارائه شود.
فهرست مطالب
مروری بر تاریخچه پیدایش محصولات ژنتیکی.. ۳
رشد سریع بازار محصولات ژنتیکی.. ۴
GMO محصولات تراریخته یا اصلاح ژنتیکی شده، چیست؟ ۵
ارگانیسم های تغییریافته ژنتیکی GMO.. 6
گیاهان تغییر یافته ژنتیکی GMP. 7
اصلاح ژنتیکی گیاهان؛ فرصت یا تهدید؟ ۸
غذاهای تغییر یافته ژنتیکی GMF. 10
رشد فزاینده جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای مواد غذایی در دهه‌های اخیر موجب به کارگیری روش‌های نوین بیوتکنولوژی در تولید محصولات زراعی و دامی شده است. لذا کاربرد روش‌های مهندسی ژنتیک وبیوتکنولوژی برای افزایش کمی و کیفی محصولات از یک سو و کاهش هزینه‌ها و زمان تولید از سوی دیگر بسیار ضروری است. مهندسی ژنتیک ،تکنیک مورد استفاده در بیوتکنولوژی مدرن و شاخه جدیدی از بیوتکنولوژی است.تولید میکروارگانیسم ها، حیوانات و گیاهان تراریخته از طریق مهندسی ژنتیک یکی از راهکارهایی است که می توان از
طریق آن به اهدافی مانند غذای بیشتر، تولید محصولات مطلوب و با عمر نگهداری بالا، تولید فرآورده های دارویی و … دست یافت.
کلمات کلیدی: اصلاح ژنتیک ، مهندسی ژنتیک، غذاهای تغییر یافته ژنتیکی
بیوتکنولوژی یا فناوری زیستی به مفهوم کاربرد علوم زیستی و اثر متقابل آن ها درفناوری های ساخت بشر است. مجموعه فنونی که از موجودات زنده، برای ساخت یا تغییرمحصولات، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسم ها برایکاربردهای ویژه استفاده می‌کند.این فنون شرایطی برای دانشمندان فراهم می آورند که بتوانند یک یا چند ژن را از یک موجود زنده( یک حیوان یا یک گیاه)، برداشته و به موجود زنده دیگری تزریق کنند و به این ترتیب موجودی با ژن های متفاوت خلق کنند.سالیان درازی است که بشر برای افزایش کیفیت غذای خود از روش های مختلف فناوری زیستی در پرورش گیاهان و حیوانات استفاده کرده است، اما در دهه اخیر، مهندسی ژنتیک دانشمندان را قادر ساخته تا ژن های موجودات زنده را با دستکاری تغییر دهند و یا ژنهای ویژه ای را بین موجودات
زنده منتقل کنند و از این طریق بتوانند موجب تکثیر صفات دلخواه شوند.
دانشمندان برای اولین بار در سال ۱۹۴۶ متوجه شدند که می‌توانند DNA را بین ارگانیسم‌ها منتقل نماید(۱) در سال ۱۹۹۵ یک شرکت بیوشیمیایی به نام مونتسانو (Monsanto)، یکی از بزرگترین غول‌های کنونی عرصه محصولات ژنتیکی، یک دانه سویای مقاوم در برابر علف هرزه را معرفی نمود.
مونتسائو، غول عرصه مواد غذایی ژنتیکی
در سال ۱۹۹۵،”آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا” گوجه فرنگی‌های تولید شده به روش ژنتیکی را تأیید نمود و بدین ترتیب آنها تبدیل به اولین محصولات ژنتیکی دارای مجوز در آمریکا شدند. اولین محصول ژنتیکی و تجاری گوجه‌فرنگی‌هایی بودند که در اوایل دهه ۱۹۹۰ در ایالت کالیفرنیای آمریکا تولید شده و به بازار عرضه گشتند. این، محصول که با نام FlavrSavr خوانده می‌شد به صورت ژنتیکی متحمل تغییراتی گشته بود تا پس از چیده شدن مدتی طولانی سالم مانده و فاسد نشود.
گوجه‌فرنگی اولین محصل غذایی بود که با اصلاحات ژنتیکی روانه بازار گشت
در سال ۱۹۹۶ اولین نمونه از دانه روغنی ژنتیکی کانولا نیز به بازار آمد. در سال ۲۰۰۰، دانشمندان اعلام نمودند که می‌توانند محصولات غذایی را به منظور افزایش مواد مقوی آنها تحت اصلاحات ژنتیکی قرار دهند. در سال ۲۰۰۵، یونجه اصلاح‌شده در بازارهای آمریکا مورد داد و ستد قرار گرفت. هم‌اکنون در سال ۲۰۱۲، آمریکا رتبه اول را در میان تعداد زیاد کشورهایی که محصولات اصلاح شده ژنتیکی تولید می‌کنند به خود اختصاص داده است.
بین سال‌های ۱۹۹۶ و ۲۰۱۱، مجموع کل زمین‌های تحت کشت محصولات ژنتیکی ۹۴ برابر شده و از ۱۷/۰۰۰ کیلومتر مربع به ۱/۶۰۰/۰۰۰ مربع رسید.در سال ۲۰۱۰، ده درصد از کل زمین‌های کشاورزی جهان زیر کشت محصولات ژنتیکی قرار داشتند.
دهه گذشته شاهد رشد سریع محصولات غذایی ژنتیک اصلاح شده بوده
اگرچه بخش اعظمی از محصولات ژنتیکی در آمریکای شمالی تولید می‌گردند اما در سال‌های اخیر شاهد رشد چشمگیر این پدیده در کشورهای جهان سوم بوده‌ایم. در سال ۲۰۱۱ در حدود ۲۹ کشور جهان مشغول به تولید محصولات ژنتیکی بوده و در مجموع قریب به ۱۶/۷ میلیون کشاورز در این حوزه مشغول به کار بودند. در همین سال، کشورهای جهان سوم ۵۰ درصد محصولات ژنتیکی را تولید نمودند. برای مثال، بیشترین میزان رشد در نواحی زیر کشت محصولات ژنتیکی در سال ۲۰۱۱ در کشور برزیل رخ داد (۳۰۳/۰۰۰ کیلومتر مربع در سال ۲۰۱۱ و ۲۵۴/۰۰۰ کیلومتر مربع در سال ۲۰۱۰). از سال ۲۰۰۲ نیز تاکنون تولید انواع مختلف گیاه پنبه اصلاح شده ژنتیکی در هند شاهد رشد چشمگیری بوده است (پنبه یکی از منابع اصلی تولید روغن گیاهی و نیز خوراک دام است). در سال ۲۰۱۱، ۱۰۶/۰۰۰ کیلومتر مربع از زمین‌های کشاورزی هند زیر کشت پنبه ژنتیکی قرار داشتند. در سال ۲۰۱۱ کشورهایی که بیشترین میزان تولید محصولات کشاورزی اصلاح شده ژنتیکی را داشتند عبارت بودند از آمریکا، برزیل،آرژانتین، هند، کانادا، چین، پاراگوئه، پاکستان، آفریقای جنوبی، اروگوئه، بولیوی، استرالیا، فیلیپین، میانمار، بورکینافاسو، مکزیک و اسپانیا. بر اساس تخمین‌های برآورد شده توسط “مجمع تولید کنندگان خواروبار آمریکا” در سال ۲۰۰۳، ۷۰ الی ۷۵ درصد از محصولات غذایی در آمریکا دارای محصولات ژنتیکی اصلاح شده بودند.
نقشه جهانی غذای اصلاح شده ژنتیکی
پنج کشوری که ۹۵ درصد از کل غذای اصلاح شده ژنتیکی را تولید می‌کنند با رنگ نارنجی مشخص شده‌اند
در علم مهندسی ژنتیک( زیست مولکولی یا DNA نوترکیب ) تکنیک های جداسازی، خالص سازی، وارد کردن و تظاهر یک ژن خاص در یک میزبان به منظور بروز یک صفت خاص در یک جاندار و یا تولید یک محصول به شیوه‌ای غیر از شیوه طبیعی به کار می رود. انتخاب و جداسازی ژن مورد نظر، وارد کردن ژن مورد نظر در حامل، تکثیر ژن در میزبان مناسب، انتقال حامل ژن به سلول هدف، تکثیر سلول هدف و در نهایت تولید انبوه محصول یا ایجاد صفت مورد نظر مراحل مختلفی هستند که در مهندسی ژنتیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
محصولاتی که از طریق مهندسی و اصلاح ژنهای یک ارگانیسم به دست می‌آیند، “تراریخته” می‌گویند که معادل Genetically Modified Organisms یا GMOs است. در این اصلاح ژنتیکی، “دی.ان.ای” موجودات با استفاده از روش‌های درون شیشه‌ای تغییر می‌یابد، یعنی دی‌ان‌ای (اسید نوکلئیک) پس از ایجاد تغییر در خارج از بدن آن موجود یا گیاه، به درون سلول‌های آن منتقل می‌شود به نحوی که بتواند به جزیی از دی‌ان‌ای آن موجود تبدیل شود.این تغییر می‌تواند موجب تولید فراورده‌هایی شود که برای مثال در محصولات کشاورزی صفات مطلوبی مانند مقاومت به آفات و تحمل خشکی،ایجاد کنند و این ویژگی را به نسل‌های بعدی محصول انتقال دهند. اما مخالفان محصولات تراریخته GMO می‌گویند پیامدهای استفاده از فناوری اصلاح ژنتیکی هنوز به اثبات نرسیده است و در نتیجه به طور بالقوه خطرناک است. و همچنین شرکت Scents دارای گواهینامه بین المللی می باشد که تایید می نمایید این کارخانه جهت تولیدمحصولات خود (شربت فروکتوز HFCS) از ذرت و محصولات بیوتکنولوژی، به هیچ وجه استفاده نمی کند.
موجود تغییریافته ی ژنتیکی موجود زنده ای است که ساختار ژنتیکی آن با استفاده از فناورری مهندسی ژنتیک تغییر داده شده است. این موجود ممکن است یک گیاه، یک حیوان و یا یک میکروارگانیسم باشد، که به آن “تراریخته” می گویند از طریق مهندسی ژنتیک می توان میکروارگانیسم هایی تولید کرد که دارای مسیرهای متابولیکی تغییر یافته و یا کاملا جدید به طور مثال، جهت استخراج روغن، مواد معدنی باشند. همچنین می توان میکروارگانیسم هایی با قدرت ساخت آنتی بیوتیک بیشتر به وجودآورد. همچنین از میکروارگانیسم هایی که به وسیله مهندسی ژنتیک بوجود آمده اند، می توان درتولید واکسن های بی خطر یا تهیه پروتئین های پوششی ویروس، تولید هورمون هایی مثل انسولین و هورمون رشد انسانی، تولید پروتئین هایی جهت استفاده به عنوان افزودنی غذا و تکمیل ارزش غذایی آن و …. بهره برد(۷). علاوه بر تولید محصولات ارزشمند به وسیله ی میکروارگانیسم ها از مهندسی ژنتیک می‌توان به منظور ایجاد گیاهان و جانوران تغییر یافته ژنتیکی استفاده کرد. این کار به طور کلی از طریق وارد کردن ژن های نوترکیب در دوران جنینی به جانوران و در کشت بافت به گیاهان انجام می‌شود.
حیوانات تغییریافته ژنتیکی
تولید جانوران دست‌ورزی شده یا ترانس‌ژنتیک یا تراریخته، از دیگر دستاوردهای بسیارمهم بیوتکنولوژی است. جانور تراریخته علاوه بر ماده ی ژنتیکی خود، حاوی ماده ی ژنتیکی با منشاء خارجی بوده که توانایی انتقال ژن بیگانه را به نسل های بعدی دارد.(۸) اهداف ایجاد حیوانات تراریخته تولید حیوانات ممتاز، ایجاد گونه های مقاوم به بیماری ها، تولید صنعتی پروتئین های دارویی، به عنوان منبعی برای اعضای پیوندی، الگویی برای مطالعه بیماری های انسان، معالجه بیماری ها، تولید فراورده های دارویی به همراه شیر در حیوانات شیرده، تولید حیوان با ضریب تبدیل غذایی بالا( از جمله شیر و گوشت بیشتر و کیفیت بهتر مانند تولید گوشت با چربی اشباع شده کمتر و تولید شیر با خاصیت پنیر سازی بیشتر) است.
گیاه تراریخته به گیاهی اطلاق می‌شود که ساختار ژنتیکی آن برای افزایش مقاومت گیاه به برخی آفات یا بیماری های گیاهی و برای بهبود عملکرد گیاه و بهره وری کشاورز، از طریق مهندسی ژنتیک تغییر یافته باشد غالباً هدف ازمهندسی ژنتیک درگیاهان انتقال یک یا چند ژن به گیاه است که در صورت موفقیت، یک ویژگی جدید به گیاه می‌بخشند، این ویژگی جدید معمولاً در گیاهان هم خانواده یافت نمی‌شود، به همین دلیل انتقال ژن یا ژن های عامل این ویژگی از طریق روش های متداول اصلاح نباتات محقق نخواهد شد. نمونه‌های استفاده از گیاهان تراریخته با صفتی چون مقاومت به یک آفت، بیماری یا خشکی را می‌توان در کشاورزی مدرن یافت.
علیرغم فواید بسیار و به تبع آن علاقه‌مندان زیاد در بین محققان و کشاورزان، استفاده از گیاهان تراریخته منتقدینی نیز دارد و شائبه هایی نیز در پی داشته است. مهندسی ژنتیک امکان ایجاد واریته ها و گیاهانی با صفات جدید را فراهم می کند. وارد کردن ژنهای مربوط به صفات مختلف به گیاهان می تواند کاربردهای زیادی داشته باشد از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
– اصلاح یا بهبود فرآورده‌های کشاورزی مانند ایجاد تغییر در مسیر های بیوسنتزی گیاهان، برای تولید انبوه موادی
مانند روغن های خوراکی، موم ها، چربی ها و نشاسته کم کردن زمان رسیدگی میوه.
– تولید فرآورده هایی با ارزش تغذیه ای، خصوصیات ارگانولپتیکی، کیفیت و عمر نگهداری بالا
– ایجاد گیاهان مقاوم به بیماری ها، آفت کش ها و تنش های محیطی
– حفظ تنوع گونه های گیاهی
– کاهش استفاده از سموم شیمیایی
نخستین بار در سال ۱۹۹۵ در آمریکا بود که اولین محصول گیاهی تراریخته (GMO) به بازار آمد. گیاه تراریخته به گیاهی گفته می‌شود که ساختار ژنتیکی آن از طریق مهندسی ژنتیک و با دخالت انسان تغییر کند.در آن سال آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا، گوجه فرنگی‌های تولید شده به طریق ژنتیکی را تایید نمود. کمی پیشتر از آن شرکت آمریکایی موناتسانو، که اکنون یکی از بزرگترین تولیدکننده‌های محصولات ژنتیکی در دنیا است، یک دانۀ سویا مقاوم در برابر علف هرز را معرفی کرده بود. در سال‌های بعد این روند به طور فزاینده‌ای ادامه پیدا کرد و استفاده از فنون پیشرفته مهندسی ژنتیک در تولید محصولات کشاورزی از طریق انتقال ژن، موجب رشد چشمگیر محصولات تراریخته شد.ایران در سال ۲۰۰۴ با تولید برنج تراریخته توانست نام خود را در فهرست کشورهای تولیدکننده محصولات تراریخته ثبت کند. برنجی که در برابر کرم ساقه‌خوار برنج مقاوم است؛ اما به دلیل مشکلات مدیریتی و سیاستگذاری، تغییرات در دولت و البته نگرانی‌ها در خصوص سلامت این محصولات، روند تجاری سازی تولید محصولات تراریخته کند شد و نام ایران نیز از فهرست کشورهای تولیدکننده این محصولات حذف شد. این در حالی است که هم‌زمان سالانه صدها میلیون دلار صرف وارد محصولات تراریخته نظیر ذرت، سویا، کنجاله و… شده است. از دید علمی تغییرات ژنتیکی به طور قابل توجهی موجب افزایش تولید محصول و مقاومت بیشتر محصول در برابر آفات می‌شود. به این شکل این پیشرفت علمی به عنوان گامی مثبت در جهت تأمین غذای جمعیت روزافزون جهان، به ویژه در کشورهای درحال توسعه تلقی می‌شود. اما هم‌زمان ورود محصولات غذایی اصلاح ژنتیکی شده به زنجیره غذایی انسان نگرانی‌های بسیاری را نیز در بر داشته است. این نگرانی‌ها به طور کلی در خصوص سلامت انسان (ایمنی غذایی)، وضعیت محیط زیست، و همچنین درباره تأثیرات اجتماعی و اقتصادی این پدیده می‌باشد.
احتمال ایجاد حساسیت به مواد غذایی، احتمال ایجاد سموم در مواد غذایی، افزایش مقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها در انسان و انتقال افقی ژن‌ها بخشی از نگرانی‌هایی است که در زمینه سلامت انسان مطرح شده است. از دید زیست محیطی، دانشمندان می‌گویند ژنهای مقاوم‌کننده گیاهان در برابر آفات، می‌توانند باعث تغییر جمعیت حشراتی شوند که وجودشان برای چرخه حیات ضروری است. همچنین این احتمال وجود دارد که در درازمدت آفات گیاهی در برابر تغییرات ژنتیکی از خود مقاومت نشان دهند و عملاً تأثیر اصلاح ژنتیکی از بین برود. از طرفی دیگر امکان دارد با توسعه بیشتر اصلاح ژنتیکی گیاهان، تنوع زیستی کاهش پیدا کند. به این معنا که گیاهانی که قابلیت اصلاح ژنتیکی ندارند، به مرور از چرخه حیات حذف شوند. دیگر نگرانی زیست محیطی در این خصوص، احتمال به هم خوردن ترکیب طبیعی خاک، در نتیجۀ ورود ترکیبات شیمیایی است. همچنین این امکان وجود دارد که گردۀ گیاهان اصلاح شده از طریق جریان باد به گیاهان طبیعی و ارگانیک منتقل شود و آنها را تحت تأثیر قرار دهند.از منظر اقتصادی و اجتماعی این احتمال وجود دارد که با توسعه بیشتر کشت محصولات تراریخته استقلال کشاورزان به خطر بیافتد و آنان شدیداً به شرکت‌های تولید کننده بذر گیاهان تراریخته وابسته شوند. چراکه وجود قوانین سفت و سخت در زمینه مالکیت معنوی و ثبت اختراع باعث ایجاد بازارهای انحصاری و قدرتمند شدن این دست شرکت‌ها می‌شود. به علاوه کنترل نرخ محصولات در دست این شرکت‌ها قرار خواهد گرفت و از آنجا که این شرکت‌ها عمدتاً در کشورهای صنعتی مستقر هستند، این احتمال مطرح است که از نظر کشاورزی شکاف سطح کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه بیشتر و بغرنج‌تر شود.تجاری قرار دارند و از سویی دیگر متأثر از تحقیقات و مقالات محققان و دانشمندان هستند.در نهایت نگرانی‌ها در این خصوص باعث شده است که دستورالعمل‌ها و مقررات زیادی در این خصوص در سطوح ملی و بین‌المللی به تصویب برسد. پروتکل جهانی ایمنی زیستی کارتاهنا از جمله این موارد است. این پروتکل مهم در ژانویه ۲۰۰۰ شکل گرفت و در سپتامبر ۲۰۰۳ برای کشورهای عضو لازم‌الاجرا شد.دولت ایران در سال ۲۰۰۱ این پروتکل را امضا کرد و در سال ۲۰۰۴ متعهد به انجام آن شد. نظارت سازمان بین‌المللی استاندارد (ایزو)، سازمان اروپایی استاندارد، قوانین وضع شده در اتحادیه اروپا درباره محصولات تراریخته و مقررات نصب برچسب روی محصولات از دیگر اقداماتی است که در راستای ایمن‌سازی این محصولات انجام شده است.اما به نظر می‌رسد که هیچ کدام از این گام‌ها نتوانسته به طور کامل نگرانی‌ها و ابهامات موجود را از بین ببرد و همچنان بسیاری از مردم به سلامت این محصولات به دیده تردید می‌نگرند. به طوری که امروزه بسیاری از مشتریان، تمایل زیادی به خرید محصولات ارگانیک دارند و بسیاری از فروشگاه‌های مواد غذایی غرفه‌هایی را به عرضه محصولات ارگانیک اختصاص داده‌اند.برخی مردم بر این باورند که از نظرگاهی ورای علم و دانش بشری و جدا از هیاهو و جنجال‌های گروه‌های موافق و مخالف، به نظر نمی‌رسد که تغییر در آنچه که توسط نظام الهی به طور طبیعی آفریده شده است و هزاران سال نوع بشر با آن هم‌زیست بوده است در نهایت به نقطه مطلوبی ختم شود.
اکثر غذاهایی که امروزه مصرف می شوند یا خود تغییر ژنتیک یافته اند و یا شامل اجزای مشتق شده از تکنولوژی اصلاح ژنتیک هستند. به این غذاها، تغییر یافته ژنتیکی می گویند.از جمله مزایای این تکنیک می توان به تولید غذاهایی با کیفیت بیشتر، ارزان با ارزش غذایی بالا نظیر هویج با آنتی اکسیدان بالا، روغن کانولا باسطح بالاتری از پیش ساز ویتامین A، با ارزش دارویی مثل تولید واکسن های خوراکی و تولید موزهایی با آنتی ژن باکتریایی یا روتاویروس، با ایمنی بالاتر و تولید محصولات جدید اشاره کرد(۹).
در یک جمع بندی کلی می توان به این نتیجه رسید که بهره گیری از روش های مهندسی
ژنتیک منجر به تولید محصولات مقاوم با کمیت و ارزش غذایی بالا می شود. به دلیل
افزایش جمعیت در سال های آتی، تامین غذای کافی، بزرگترین مشکل جهانی محسوب می شود.
به نظر می رسد یکی از راه های برآورده کردن این نیاز تولید محصولات و غذاهای تغییر
یافته ی ژنتیکی باشد.
-۱Lederberg J, Tatum EL (1946). “Gene recombination in E. coli“. Nature ۱۵۸ (۴۰۱۶): ۵۵۸.
نویسنده: سمیه طالب
از سایت موسسه فرهنگی هنری فرهنگ سازان معاصر دیدن کنید
