در مطلب قبلی در مورد پروبیوتیک ها و تاثیر آنها بر روی سلامت بدن صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام میدهد، می خواهیم  به بررسی ارگانیسم های تراریخته و اصلاح ژنتیکی شده و کاربردهای آن ها بپردازیم.

 

بررسی ارگانیسم های تراریخته

تراریخته به ارگانیسم یا سلولی اطلاق می‌شود که ژنوم آن با معرفی یک یا چند توالی DNA خارجی از گونه‌های دیگر با ابزارهای مصنوعی تغییر یافته است. ارگانیسم های تراریخته در آزمایشگاه برای اهداف تحقیقاتی تولید می شوند.

فناوری ژنتیک مدرن می تواند برای اصلاح ژنوم موجودات زنده استفاده شود. این فرآیند به عنوان “مهندسی ژنتیک” نیز شناخته می شود. ژن های یک گونه را می توان اصلاح کرد یا ژن ها را از گونه ای به گونه دیگر پیوند زد. مهندسی ژنتیک با فناوری DNA نوترکیب امکان پذیر شده است. ارگانیسم هایی که ژنوم آنها تغییر یافته است به عنوان تراریخته شناخته می شوند. بیشتر ارگانیسم های تراریخته (Transgenic Organisms) در آزمایشگاه برای اهداف تحقیقاتی تولید می شوند. به عنوان مثال، موش‌های «ناک اوت» موش‌های تراریخته هستند که یک ژن مورد علاقه خاص غیرفعال شده‌اند. با مطالعه اثرات ژن از دست رفته، محققان می توانند عملکرد طبیعی این ژن را بهتر درک کنند.

برای ساختن یک سلول تراریخته، ابتدا باید DNA از غشای سلولی (و در صورت وجود، از دیواره سلولی) بدون تخریب سلول منتقل شود. در برخی موارد، DNA برهنه (یعنی پلاسمید یا DNA خطی که به هیچ نوع حاملی متصل نیست) ممکن است با افزودن DNA به محیط و افزایش موقت منافذ غشا، به عنوان مثال با الکتروپوراسیون، به داخل سلول منتقل شود. هنگام کار با سلول‌های بزرگ‌تر، DNA برهنه را می‌توان با استفاده از یک سوزن تخصصی به داخل سلول تزریق کرد. روش‌های دیگر از وکتورها برای انتقال DNA از غشا استفاده می‌کنند. توجه داشته باشید که کلمه “وکتور” همانطور که در اینجا استفاده می شود به هر نوع حامل اشاره دارد و نه فقط وکتورهای پلاسمید. وکتورهای تبدیل/ترانسفکشن شامل وزیکول های ساخته شده از لیپیدها یا دیگر پلیمرهایی هستند که DNA را احاطه کرده اند. انواع مختلفی از ذرات که DNA را روی سطح خود حمل می کنند. و ویروس ها و باکتری های عفونی که به طور طبیعی DNA خود را به سلول میزبان منتقل می کنند، اما برای انتقال هر مولکول DNA مورد نظر مهندسی شده اند.

ارگانیسم های تراریخته ابزارهای تحقیقاتی مهمی هستند و اغلب هنگام بررسی عملکرد یک ژن مورد استفاده قرار می گیرند. تراریخته همچنین در پزشکی و  ژن درمانی نیز دارای اهمیت میباشد که در آن DNA برای درمان بیماری به سلول های بیمار منتقل می شود. همچنین ارگانیسم های تراریخته نیز برای مقاصد تجاری ساخته شده اند. شاید معروف ترین نمونه ها محصولات غذایی مانند سویا و ذرت باشد که از نظر ژنتیکی برای مقاومت در برابر آفات و علف کش ها اصلاح شده اند.
این محصولات به طور گسترده ای به عنوان GMO  (جانداران اصلاح ژنتیکی شده) شناخته می شوند. در اینجا چند نمونه دیگر از موجودات تراریخته با ارزش تجاری آورده شده است:

برنج طلایی: برنج اصلاح شده ژنتیکی شده است که پیش ساز ویتامین A  یعنی بتاکاروتن تولید می کند، کمبود ویتامین A یک مشکل عمومی برای میلیون ها نفر در سراسر جهان به ویژه در آفریقا و آسیای جنوب شرقی است.

بز هایی که پروتئین های مهمی را در شیر خود تولید می کنند: بزهایی که برای تولید آنتی ترومبین انسانی (ATryn) اصلاح ژنتیکی شده اند، که برای درمان یک اختلال نادر لخته شدن خون در انسان استفاده می شود.

بزها همچنین از نظر ژنتیکی برای تولید ابریشم عنکبوت، یکی از قوی‌ترین مواد شناخته شده برای بشر، در شیر خود اصلاح ژنتیکی شده‌اند. این ابریشم عنکبوت نوترکیب در ساخت تاندون های مصنوعی تا جلیقه های ضد گلوله استفاده می شود.

موز تولید کننده واکسن: موزهای دستکاری شده ژنتیکی که حاوی واکسن هستند از جمله اصلاحات ژنتیکی جالب است. خوردن موز برای واکسیناسیون (به ویژه به کودکان) بدون نیاز به مراجه به پزشک یک راهک حل ساده است. البته این نوع واکسن های خوراکی هنوز در حال توسعه هستند.

میکروارگانیسم‌های تولیدکننده کیموزین: مخمر، قارچ‌ها یا باکتری‌هایی که برای تولید آنزیم کیموزین اصلاح ژنتیکی شده‌اند، که شیر را به پنیر تبدیل می‌کنند. به طور سنتی، مایه پنیر (که در معده گاو یافت می شود) برای لخته شدن پنیر استفاده می شود. اما زمانی که تقاضا برای پنیر از مقدار مایه پنیر موجود فراتر رفت، کیموزین نوترکیب توسعه یافت و امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

سیب زمینی کم آکریل آمید: سویه ای از سیب زمینی تراریخته تولید شده است که برای جلوگیری از تیره و قهوه ای شدن آن در هنگام برش اصلاح شده است که همچنین اسید آمینه آسپاراژین کمتری تولید می کنند. آسپاراژین زمانی که سیب زمینی در دمای بالا پخته می شود به تشکیل آکریل آمید، که یک نوروتوکسین شناخته شده و احتمالاً سرطان زا است، کمک می کند.

کاربردهای جانداران اصلاح ژنتیکی شده:

بسیاری از صنایع از پیشرفت در زمینه جانداران اصلاح ژنتیکی شده بهره مند می شوند. به عنوان مثال، تعدادی از میکروارگانیسم‌های اصلاح شده به عنوان تولیدکنندگان سوخت پاک و تجزیه‌کننده‌های زیستی در آینده در نظر گرفته می‌شوند. علاوه بر این، گیاهان اصلاح شده ژنتیکی ممکن است روزی برای تولید واکسن های نوترکیب استفاده شوند. در واقع، مفهوم واکسن خوراکی بیان شده در گیاهان (میوه ها و سبزیجات) برای مصرف مستقیم توسط افراد به عنوان راه حلی ممکن برای گسترش بیماری در کشورهای توسعه نیافته مورد بررسی قرار می گیرد. در حال حاضر کار برای تولید واکسن های مشتق شده از گیاه در سیب زمینی و کاهو برای ویروس هپاتیت B (HBV)، اشرشیاکلی انتروتوکسیژن (ETEC)  و ویروس Norwalk در حال انجام است.

 

سخن پایانی

در این مطلب از دایا اکسیر به بررسی موضوع اصلاح ژنتیکی و کاربردهای آن پرداختیم.دانشمندان همچنین به دنبال تولید سایر پروتئین‌های با ارزش تجاری در گیاهان هستند، مانند پروتئین ابریشم عنکبوت و پلیمرهایی که در جراحی یا جایگزینی بافت استفاده می‌شوند. حیوانات اصلاح شده ژنتیکی حتی برای رشد بافت‌های پیوندی و اعضای پیوند انسان نیز میتوانند مورد استفاده قرار ‌گیرند. اگر تمایل داشتید می توانید این مطلب را در شبکه های اجتماعی خود به اشتراک بگذارید.