خلاصه:
نانوتكنولوژي به عنوان يك فناوري قدرتمند، توانايي ايجاد تحول در سيستم كشاورزي و صنايع غذايي آمريكا و سر تاسر دنيا را دارد. نمونه هايي از كاربردها و پتانسيلهاي بالقوه نانوتكنولوژي در كشاورزي و صنايع غذايي، شامل سيستم هاي جديد آزاد كننده دارو براي درمان بيماريها، ابزارهاي جديد بيولوژي سلولي و مولكولي، امنيت زيستي و تضمين سلامتي محصولات كشاورزي و غذايي و توليد مواد جديد مورد استفاده براي شناسايي عوامل بيماريزا و حمايت از محيط زيست مي باشد. تحقيقات اخير، امكان استفاده از نانوشلها و نانوتيوپها را در سيستمهاي جانوري براي تخريب سلولهاي هدف، به روشني ثابت نموده است. امروزه از نانوپارتيكل ها كه اجرام بسيار كوچكتر از حد ميكرون هستند، براي رها سازي داروها و يا ژنها به داخل سلولها استفاده مي كنند و مورد انتظار است كه اين تكنولوژيها در 10 الي 15 سال آتي مورد بهره برداري كامل قرار گيرد. با روند رو به رشد تحقيقات اخير، اين پيش بيني منطقي است كه در دهه آينده، صنعت نانوتكنولوژي با توسعه بي نظير خود، منجر به ايجاد انقلاب عظيم در بخش پزشكي و بهداشت و همچنين توليدات دارويي دام و آبزيان گردد.
كلمات كليدي: سيستمهاي آزاد كننده دارو، نانوپارتيكل، نانوتكنولوژي، شناسايي اجرام بيماري زا

مقدمه:
نانوتكنولوژي به عنوان يك فناوري قدرتمند نوين، توانايي ايجاد انقلاب و تحولات عظيم را در سيستم تامين مواد غذايي و كشاورزي ايالت متحده آمريكا و در گستره جهاني دارد. نانوتكنولوژي قادر است كه ابزارهاي جديدي را براي استفاده در بيولوژي مولكولي و سلولي و همچنين توليد مواد جديدي، براي شناسايي اجرام بيماري زا معرفي نمايد و بنابراين چندين ديدگاه مختلف در نانوتكنولوژي وجود دارد كه مي تواند در علوم كشاورزي و صنايع غذايي، كاربرد داشته باشد. به عنوان مثال امنيت زيستي توليدات كشاورزي و مواد غذايي، سيستمهاي آزاد كننده دارو بر عليه بيماريهاي شايع، حفظ سلامتي و حمايت از محيط زيست از جمله كاربردهاي اين علم مي باشد.
علم نانوتكنولوژي چيست؟ انجمن ملي نوبنياد نانوتكنولوژي كه يك نهاد دولتي در كشور امريكا مي باشد ، واژه نانوتكنولوژي را چنين توصيف مي كند: "تحقيق و توسعه هدفمند، براي درك و دستكاري و اندازه گيريها مورد نياز در سطح موادي با ابعاد در حد اتم"، مولكول و سوپرمولكولها را نانوتكنولوژي مي گويند. اين مفهوم با واحدهايي از يك تا صد نانومتر، همبستگي دارد. دراين مقياس خصوصيات فيزيكي، بيولوژيكي و شيميايي مواد تفاوت اساسي با يكديگر دارند و غالبا اعمال غير قابل انتظار از آنها مشاهده مي شود. در سيستم كشاورزي امروزي، اگردامي مبتلا به يك بيماري خاص شود، مي توان چند روز و حتي چند هفته يا چند ماه قبل علائم نامحسوس بيماري را شناسايي كنند و قبل از انتشار و مرگ و مير كل گله، دامدار را براي اخذ تصميمات مديريتي و پيشگيري كننده آگاه كند و بنابراين مي توان نسبت به مقابله با آن بيماري اقدام نمايد. نانوتكنولوژي به موضوعاتي در مقياس هم اندازه با ويروسها و ساير عوامل بيماري زا مي پردازد و بنابراين پتانسيل بالايي را براي شناسايي و ريشه كني عوامل بيماري زا دارد. نانوتكنولوژي امكان استفاده از سيستمهاي آزاد كننده داروئي را كه بتواند به طور طولاني مدت فعال باقي بماند، فراهم مي كند. به عنوان مثال استفاده از سيستمهاي آزاد كننده دارو، مي توان به ايمپلنتهاي ابداع شده مينياتوري در حيوان اشاره كرد كه نمونه هاي بزاقي را به طور مستمر كنترل مي كنند و قبل از بروز علائم باليني و تب، از طريق سيستمهاي هشدار دهنده وسنسورهاي ويژه، مي تواند احتمال وقوع بيماري را مشخص و سيستم خاص ازاد كننده دارو معيني را براي درمان موثر توصيه كنند. طراحي سيستمهاي آزاد كننده مواد دارويي، يك آرزوي و روياي هميشگي محققان براي سيستمهاي رها كننده داروها، مواد مغذي و پروبيوتيكها بوده و مي باشد.
نانوتكنولوژي به عنوان يك فناوري قدرتمند به ما اجازه مي دهد كه نگرشي در سطح مولكولي و اتمي داشته و قادر باشيم كه ساختارهايي در ابعاد نانومتر را بيافرينيم.
براي تعيين و شناسايي بسيار جزئي آلودگيهاي شيميايي، ويروسي يا باكتريايي در كشاورزي و صنايع غذايي معمولا از روشهاي بيولوژيكي، فيزيكي و شيميايي استفاده مي گيرد. در روشهاي اخير نانوتكنولوژي براي استفاده توام اين روشها، يك سنسور در مقياس نانو طراحي كرده اند در اين سيستم جديد، مواد حاصل از متابوليسم و رشد باكتريها با اين سنسورها تعيين مي گردد.
سطوح انتخابي بيولوژيكي، محيطي هايي هستند كه عمده واكنشهاي و فعل و انفعالات بيولوژيكي و شيميايي در آن محيط انجام مي شود.

منبع:سایت پارس بیولوژی

منبع:سایت پارس بیولوژی

در ژاپن ديده شده كه دغدغه مصرف كننده در مورد استقبال از محصولات ترا ريخته (ژنتيكي) به تنهايي با شناخت جزئيات مهندسي ژنتيك برطرف نمي شود. بلكه براي ايجاد اطمينان و اعتماد به غذاهاي تراريخته بايد به عموم گفته شود كه اين غذاهاهمچون محصولات اصلاح نشده و غذاهاي معمولي، بي خطر و مغذي هستند. درگذشته عموم ژاپني ها در مورد اين كه آيا غذايي كه از محصولات اصلاح شده ساخته مي شود، بي خطر است و آيا كشت محصولات ژنتيكي اصلاح شده تاثيري بر روي محيط مي گذارد، احساس بي اعتمادي مي كردند. مصرف كنندگان اطلاعات بيشتر و بهتري را در مورد بي خطر بودن غذاي مهندسي ژنتيك شده طلب مي كردند. آن ها مدعي حق انتخاب در مورد خريد غذاي اصلاح يافته ژنتيكي بودند. دولت ژاپن براي افزايش اقبال عمومي و آگاهي مردم از محصولات ژنتيكي برنامه هايي را عملياتي كرده است كه در اين رابطه مقاله زير ارائه مي شود.

استفاده و توسعه بيوتكنولوژي جهت تغذيه و كشاورزي، هدف مهمي براي دولت ژاپن است. در اين كشور محصولات ترا ريخته (تغييريافته ژنتيك) و محصولات جانبي آن ها بيش از 5 سال است كه در دسترس مصرف كنندگان است. از ژوئن 99 كميته «بهداشت و تغذيه» و «وزارت بهداشت و رفاه» ، 22 محصول تراريخته را به عنوان غذاي سالم معرفي كرد.

همين مورد در بسياري از كشورهاي اروپايي اتفاق افتاد. مصرف كنندگان ژاپني اغلب به دليل نا آشنايي با بيوتكنولوژي جديد خصوصا تكنولوژي تغيير ژنتيك، به ساز واره هاي اصلاح شده ژنتيكي (GMOs) اعتماد چنداني ندارند. برخي از مصرف كنندگان و سازمان هاي محيط زيست ژاپن در مورد ايمني غذاي اصلاح شده ژنتيكي ترديد دارند و در برابر ورود و مصرف محصولات اصلاح يافته ژنتيكي جهت تغذيه انسان و خوراك دام اعتراض داشته اند. علاوه بر اين برخي از گروه هاي مخالف بيوتكنولوژي، نگراني هايي را در مورد اين محصولات مطرح كرده و معتقدند كه اين محصولات خاصيت حساسيت زايي و اثرات سمي دارد.

در 10سال گذشته شركت هاي توليد مواد بيوتكنولوژي به دنبال اين هدف بوده اند كه سهامدارن، مصرف كنندگان، مراكز تحقيقاتي دولتي و گروه هاي علاقه مند را متقاعد كنند كه محصولات آن ها براي مصرف انسان بي خطر است. آژانس هاي نظارتي دولتي كه مسئول اطمينان از سالم بودن توليدات بيوتكنولوژي هستند نيز در پاسخگويي به سئوالات و نگراني هاي عمومي نقش دارند. آژانس هاي دولتي به عنوان يك منبع ديگر اطلاعات،به كارهايي جداي از فعاليت هاي گروه هاي صنعتي و طرفداران اين محصولات، مشغول فعاليت هستند. نگراني هاي مصرف كنندگان عمدتا ناشي از اطلاعات ناكافي در مورد غذاي اصلاح شده ژنتيكي و ايمني زيستي است. اطلاعات دقيق در مورد محصولات بيوتكنولوژي جهت پذيرش عموم ضروري است. مصرف كنندگان بايد به خوبي بدانند كه چه طور محصولات تراريخته به وجود مي آيد و چه طور ايمني غذا و يا محيط زيست در مورد ساز واره هاي اصلاح شده ژنتيكي تضمين مي شود. معرفي و توضيح روش هاي ارزيابي خطر در ژاپن مهمترين قسمت برنامه اطلاع رساني است. علاوه بر اين، ضرورت دارد كه مردم از فوايد بيوتكنولوژي و در مورد اين كه چرا هم اكنون اين فناوري مورد استفاده قرار مي گيرد و در آينده ممكن است به چه صورت استفاده شود، مطلع گردند.

• برآورد ايمني از نظر اثرات زيست محيطي

خطر زيست محيطي در چهار مرحله تحقيقاتي ارزشيابي مي شود: گلخانه هاي بسته، گلخانه هاي نيمه بسته، مناطق كنترل شده و مناطق باز. آژانس علم و تكنولوژي براي برآورد خطر، تحقيقات را در گلخانه هاي بسته و نيمه بسته انجام مي دهد اما وزارت كشاورزي، برآوردهاي خطر را در منطقه باز و يا كنترل شده انجام مي دهد. اگر ايمني محيط زيستي خاص مورد تأييد قرار گرفت، سپس محصول تراريخته جهت كشت همان شرايط محصول غير اصلاح شده مناسب خواهد بود. مثالي از اين ارزيابي در ژاپن، كشت رايج هندوانه تراريخته است. روش ها و آزمايشات براي ارزيابي، در يك گلخانه بسته و در يك منطقه كنترل شده صورت مي گيرد. ارزيابي خطر توسط مقايسه 6 صفت بين گياهان تراريخته و غير تراريخته تعيين مي شود. اين 6 صفت در اين مطالعه شامل موارد زير است: مورفولوژي و زمان مورد نياز بلوغ هندوانه ها، صفات زايشي (گرده افشاني، حاصلخيزي و طول عمر)، پتانسيل تأثير خطر روي ساير گياهان، تأثيرات overwintering در ارتباط با علف هاي هرز و تأثير كشت هندوانه روي ميكروفلورهاي خاك و پتاسيل وكتور (حامل) اگروباكتريوم مانده براي تجمع در هندوانه هاي تراريخته.با رشد هندوانه در آزمايش بعدي مشاهده شد كه هيچ اختلافي در 6 صفت مورد نظر بين گونه هاي معمولي و تراريخته وجود ندارد و بنابراين هندوانه تراريخته مجوز كشت را دريافت نمود.

• ارزيابي ايمني تغذيه انسان و خوراك دام

بر اساس دستورالعمل، كميته رعايت اصول بهداشتي تغذيه وزارت بهداشت و رفاه، مسئول ارزيابي ايمني غذاي توليد شده با روش دستوري ژنتيكي است. اين عمل به صورت كاملا انحصاري و بر پايه اطلاعات ارائه شده براساس مشخصاتي كه در كشور مبدأ جمع آوري شده صورت مي گيرد. اين كميته مي تواند اطلاعات بيشتري را در صورت كافي نبودن اطلاعات اوليه در مورد اطمينان از سلامت محصول درخواست نمايد.اداره صنعت دام وابسته به وزارت كشاورزي، شوراي مواد كشاورزي را براي ارزيابي بي خطر بودن استفاده از اين محصولات به عنوان خوراك دام مامور كرد. اين انجمن مطابق با دستورالعمل ارزيابي ايمني خوراك دام حاصل از روش DNA نوتركيب، ارزيابي اين محصولات را به عهده دارد و اكثر آزمايشات بيشتر شبيه آزمايش هاي ايمني غذاي انسان است. از ژولاي سال 99، وزارت كشاورزي، 75 درخواست (كه 123 لاين ترانس ژنتيك را پوشش مي داد) جهت آزمايش هاي مناطق هاي كنترل شده و 45 درخواست (شامل 70 لاين) جهت كشت كنترل نشده را تصويب كرد. سلامتي 22 محصول تراريخته براي تغذيه انسان و 19 محصول براي خوراك دام تاييد شد.

• مسئوليت در مسائل پيش رو، اطلاع رساني به مردم

پروژه پذيرش عمومي مربوط به وزارت كشاورزي در سال95 شروع شد. هدف اين پروژه اطلاع رساني دقيق در مورد بيوتكنولوژي و محصولات تراريخته به عموم بود. 200هزار دلار به عنوان سرمايه اوليه اختصاص يافته بود و مسئوليت برنامه ريزي پروژه به رئيس بخش «نوآوري تكنولوژي» در وزارت كشاورزي و مدير «جمعيت نوآوري تكنولوژي كشاورزي و جنگلباني» (STAFF) واگذار شد. STAFF دو مأموريت اصلي دارد: افزايش تحقيق و توسعه بيوتكنولوژي و تقويت بنيان استفاده از بيوتكنولوژي، مثلا از طريق حمايت از پروژه هايي كه پذيرش عمومي را نهادينه مي كنند. به دليل عمدتا ركود اقتصادي، دولت ژاپن نظير بسياري از دولت هاي ديگر درصدد حفظ هزينه هاي كاركنان است. اين امر مشكلاتي را براي كاركنان واحدهايي كه عهده دار اطلاع رساني مي باشد و در آموزش جهت ايجاد مقبوليت عمومي نقش دارد، ايجاد كرده است. بنابراين سازمان هاي بيروني نظير STAFF نقش اساسي در پروژه پذيرش عمومي دولت دارد.

• سمينارها، سمپوزيوم ها و فعاليت هاي آموزشي

در زمينه همكاري با STAFF ، سمينارهاي زيادي براي ارتباط مستقيم با مصرف كنندگان و اطلاع رساني دقيق در مورد محصولات اصلاح شده ژنتيكي سازماندهي شد. وزارت كشاورزي، 900 هزار دلار براي سمينارهاي يك هفته اي و دو روزه و 950 هزار دلار براي نشستهاي زيستي (Biofora) اختصاص داده است.

• نشست زيستي(Bioforum) 

اين گونه مجمع ها يك بار در سال سازماندهي شد. Bioforum شامل مجموعه اي از سخنراني ها و نمايش محصولات به وجود آمده از GMOs مي باشد. هدف آن فرصت دادن به تعداد زيادي از مصرف كنندگان معمولي براي ديدن محصولات بيوتكنولوژي و شنيدن صحبت هاي دانشمندان و كاركنان دولت است. اين مجمع هاي زيستي از طرف دفتر مديريت كشاورزي منطقه اي، STAFFو وزارت كشاورزي اعلان مي شد و در توكيو و شهرهايي نظير ناگويا، كيوتو و فوكويوكا برگزار شده است. اين مجمع ها در ساير شهرهاي مهم نيز برگزار مي شود.

• اطلاعات بر روي اينترنت

با توجه به اين كه تعداد سازمان هاي عمومي، شركت هاي خصوصي و مصرف كنندگاني كه به اينترنت دسترسي پيدا كرده اند رو به افزايش است، وزارت كشاورزي يك سايت اينترنتي با هر دو زبان انگليسي و ژاپني تهيه كرده است. بخش نوآوري تكنولوژي نيز وب سايتي ايجاد كرده است كه اطلاعات مربوط به توسعه GMOs و استفاده از دستورالعمل هاي ايمني زيستي را دارد.

•معرفي تكنولوژي مهندسي ژنتيك در اصلاح گياهي: اغلب مصرف كنندگان با مفهوم اصلاح گياهي ناآشنا هستند. بنابراين هرگونه توضيح در مورد اصلاح ژنتيكي گياهي به روش سنتي و استفاده از هيبريداسيون براي تركيب صفات برتر از منابع ژنتيكي مختلف شروع مي شود. ضروري است كه مصرف كنندگان بدانند كه تكنولوژي انتقال ژن از تحقيقات بر روي فرايندهاي بيولوژيكي توسعه داده شدند.اشكال مختلف بيوتكنولوژي نظير كشت بافت و سلول و امتزاج سلولي بحث شدند و چرايي و چگونگي توسعه محدوديت هايي كه در منابع ژنتيكي قابل دسترس جهت اصلاح گياهي وجود داشت روشن شد. در اين زمينه تمام شكل هاي بيوتكنولوژي از جمله تكنولوژي مهندسي ژنتيك، به عنوان روش هاي جديد براي اصلاح گياهان معرفي شد.

      برخي‌ آنرا مترادف‌ ميكروبيولوژي‌ صنعتي‌ و استفاده‌ از ميكروارگانيسم‌ها مي‌دانند و برخي‌ آنرا معادل‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ تعريف‌ مي‌كنند به‌همين‌ دليل‌ در اينجا مختصراً اشاره‌اي‌ به‌ تعاريف‌ متفاوت‌ از بيوتكنولوژي‌ مي‌كنيم‌ كه‌ البته‌ داراي‌ وجوه‌ اشتراك‌ زيادي‌ نيز هستند: (1) و (2)

      ـ بيوتكنولوژي‌ مجموعه‌اي‌ از متون‌ و روشها است‌ كه‌ براي‌ توليد، تغيير و اصلاح‌ فراورده‌ها، به‌نژادي‌ گياهان‌ و جانوران‌ و توليد ميكروارگانيسم‌ها براي‌ كاربردهاي‌ ويژه‌، از ارگانيسم‌هاي‌ زنده‌ استفاده‌ مي‌كند.

      ـ كاربرد روشهاي‌ علمي‌ و فني‌ در تبديل‌ بعضي‌ مواد به‌ كمك‌ عوامل‌ بيولوژيك‌ (ميكروارگانيسم‌ها، ياخته‌هاي‌ گياهي‌ و جانوري‌ و آنزيم‌ها) براي‌ توليد كالاها و خدمات‌ در كشاورزي‌، صنايع‌ غذائي‌ و دارويي‌ و پزشكي‌

      ـ مجموعه‌اي‌ از فنون‌ و روشها كه‌ در آن‌ از ارگانيسم‌هاي‌ زنده‌ يا قسمتي‌ از آنها در فرايندهاي‌ توليد، تغيير و بهينه‌سازي‌ گياهان‌ و جانوران‌ استفاده‌ مي‌شود.

      ـ كاربرد تكنيكهاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ در توليد محصولات‌ كشاورزي‌، صنعتي‌، درماني‌ و تشخيص‌ باكيفيت‌ بالاتر و قيمت‌ ارزانتر و محصول‌ بيشتر و كم‌ خطرتر

      ـ استفاده‌ از سلول‌ زنده‌ يا توانائيهاي‌ سلول‌هاي‌ زنده‌ يا اجزاي‌ آنها و فرآوري‌ و انتقال‌ آنها به‌صورت‌ توليد در مقياس‌ انبوه‌

      ـ بهره‌برداري‌ تجاري‌ از ارگانيسم‌ها يا اجزاي‌ آنها

      ـ كاربرد روشهاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ در توليد يا دستكاري‌ ميكروارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها

      ـ علم‌ رام‌كردن‌ و استفاده‌ از ميكروارگانيسم‌ها در راستاي‌ منافع‌ انسان‌

      ـ تعاريف‌ بالا از بيوتكنولوژي‌ هركدام‌ به‌تنهائي‌ توصيف‌ كاملي‌ از بيوتكنولوژي‌ نيست‌ ولي‌ با قدر مشترك‌ گرفتن‌ از آنها مي‌توان‌ به‌ تعريف‌ جامعي‌ از بيوتكنولوژي‌ دست‌ يافت‌.

      براستي‌ چرا چنين‌ است‌؟ هرچند كه‌ با مرور زمان‌ دانشمندان‌ به‌ مفاهيم‌ مشتركي‌ در مورد تعريف‌ بيوتكنولوژي‌ نزديك‌ شده‌اند اما چرا هر متخصص‌ و دانشمندي‌ تعريف‌ جداگانه‌اي‌ از بيوتكنولوژي‌ ارائه‌ مي‌دهد كه‌ درجاي‌ خود نيز مي‌تواند صحيح‌ باشد (نه‌ الزاماً جامع‌).

      علت‌ اين‌ حقيقت‌ را بايد درماهيت‌ بيوتكنولوژي‌ جُست‌.

      بيوتكنولوژي‌ همانند زيست‌ شناسي‌، ژنتيك‌ يا مهندسي‌ بيوشيمي‌ يك‌ علم‌ پايه‌ يا كاربردي‌ نيست‌ كه‌ بتوان‌ محدوده‌ و قلمرو آنرا بسادگي‌ تعريف‌ كرد. بيوتكنولوژي‌ شامل‌ حوزه‌اي‌ مشترك‌ از علوم‌ مختلف‌ است‌ كه‌ در اثر همپوشاني‌ و تلاقي‌ اين‌ علوم‌ بايكديگر بوجود آمده‌ است‌. بيوتكنولوژي‌ معادل‌ زيست‌ شناسي‌ مولكولي‌، مهندسي‌ ژنتيك‌، مهندسي‌ شيمي‌ يا هيچ‌ يك‌ از علوم‌ سنتي‌ و مدرن‌ موجود نيست‌؛ بلكه‌ پيوند ميان‌ اين‌ علوم‌ در جهت‌ تحقق‌ بخشيدن‌ به‌ توليد بهينه‌ يك‌ محصول‌ حياتي‌ (زيستي‌) يا انجام‌ يك‌ فرآيند زيستي‌ بروشهاي‌ نوين‌ و دقيق‌ با كارآئي‌ بسيار بالا مي‌باشد.

      بيوتكنولوژي‌ را مي‌توان‌ به‌ درختي‌ شبيه‌ كرد كه‌ ريشه‌هاي‌ تناور آنرا علومي‌ بعضاً با قدمت‌ زياد مانند زيست‌ شناسي‌ بويژه‌ زيست‌ شناسي‌ مولكولي‌، ژنتيك‌، ميكروبيولوژي‌، بيوشيمي‌، ايمونولوژي‌، شيمي‌، مهندسي‌ شيمي‌، مهندسي‌ بيوشيمي‌، گياه‌شناسي‌، جانورشناسي‌، داروسازي‌، كامپيوتر و... تشكيل‌ مي‌دهند ليكن‌ شاخه‌هاي‌ اين‌ درخت‌ كه‌ كم‌ و بيش‌ به‌ تازگي‌ روئيدن‌ گرفته‌اند و هرلحظه‌ با رشد خود شاخه‌هاي‌ فرعي‌ بيشتري‌ را به‌وجود مي‌آورند بسيار متعدد و متنوع‌ بوده‌ كه‌ فهرست‌ كردن‌ كامل‌ آنها در اين‌ نوشته‌ را ناممكن‌ مي‌سازد.

      تقسيم‌بندي‌ بيوتكنولوژي‌ به‌ شاخه‌هاي‌ مختلف‌ نيز برحسب‌ ديدگاه‌ متخصصين‌ و دانشمندان‌ مختلف‌ فرق‌ مي‌كند و در رايجترين‌ تقسيم‌بندي‌ از تلاقي‌ و پيوند علوم‌ مختلف‌ با بيوتكنولوژي‌ استفاده‌ مي‌كنند و نام‌ شاخه‌اي‌ از بيوتكنولوژي‌ را بدين‌ترتيب‌ وضع‌ مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي‌ پزشكي‌ كه‌ از تلاقي‌ بيوتكنولوژي‌ با علم‌ پزشكي‌ بوجود آمده‌ است‌ يا بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ كه‌ كاربرد بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ را نشان‌ مي‌دهد. بدين‌ ترتيب‌ مي‌توان‌ از بيوتكنولوژي‌ داروئي‌ Pharmaceutical Biotechnology  بيوتكنولوژي‌ ميكروبي‌،  Microbial Biotechnology ، بيوتكنولوژي‌ دريا  Marine Biotech ، بيوتكنولوژي‌ قضائي‌ يا پزشكي‌ قانوني‌  Forensic Biotech ، بيوتكنولوژي‌ محيطي‌  Environmental Biotech ، بيوتكنولوژي‌ غذائي‌  food and food stuff Biotech  بيوانفورماتيك‌  Bioinformatic ، بيوتكنولوژي‌ صنعتي‌  Industrial ، بيوتكنولوژي‌ نفت‌ ...... بيوتكنولوژي‌ تشخيصي‌ و ... نام‌ برد.

      اين‌ شاخه‌هاي‌ متعدد در عمل‌ همپوشاني‌ها و پيوندهاي‌ متقاطع‌ زيادي‌ دارند و باز بدليل‌ ماهيت‌ همه‌جانبه‌ بودن‌ بيوتكنولوژي‌ نمي‌توان‌ در اين‌ مورد نيز به‌ ضرس‌ قاطع‌ محدوده‌هائي‌ را براي‌ آنها تعيين‌ نمود.

      گستردگي‌ كاربرد بيوتكنولوژي‌ در قرن‌ بيست‌ و يكم‌ بحدي‌ است‌ كه‌، اقتصاد، بهداشت‌، درمان‌، محيط‌زيست‌، آموزش‌، كشاورزي‌، صنعت‌، تغذيه‌ و ساير جنبه‌هاي‌ زندگي‌ بشر را تحت‌ تأثير شگرفت‌ خود قرار خواهد داد. بهمين‌ دليل‌ انديشمندان‌ جهان‌ قرن‌ بيست‌ و يكم‌ را قرن‌ بيوتكنولوژي‌ نامگذاري‌ كرده‌اند.

 تاريخچه‌

     بيوتكنولوژي‌ ريشه‌ در تاريخ‌ دارد و تكوين‌ آن‌ از سالهاي‌ بسيار دور آغاز شده‌ تابحال‌ ادامه‌ يافته‌ است‌.

      در تقسيم‌بندي‌ زماني‌ مي‌توان‌ سه‌دوره‌ براي‌ تكامل‌ بيوتكنولوژي‌ قائل‌ شد.

      1) دورة‌ تاريخي‌ كه‌ بشر با استفاده‌ ناخودآگاه‌ از فرآيندهاي‌ زيستي‌ به‌ توليد محصولات‌ تخميري‌ مانند نان‌، مشروبات‌ الكلي‌، لبنيات‌ ترشيجات‌ و سركه‌ و غيره‌ مي‌پرداخت‌. در شش‌ هزار سال‌ قبل‌ از ميلاد مسيح‌، سومريان‌ و بابليها از مخمرها در مشروب‌سازي‌ استفاده‌ كردند. مصريها در چهار هزار سال‌ قبل‌ با كمك‌ مخمر و خمير مايه‌ نان‌ مي‌پختند. در اين‌ دوران‌ فرآيندهاي‌ ساده‌ و اوليه‌ بيوتكنولوژي‌ و بويژه‌ تخمير توسط‌ انسان‌ بكار گرفته‌ مي‌شد.

      2) دوره‌ اوليه‌ قرن‌ حاضر كه‌ با استفاده‌ آگاهانه‌ از تكنيكهاي‌ تخمير و كشت‌ ميكروارگانيسم‌ها در محيط‌هاي‌ مناسب‌ و متعاقباً استفاده‌ از فرمانتورها در توليد آنتي‌بيوتيكها، آنزيمها، اجراء مواد غذائي‌، مواد شيميائي‌ آلي‌ و ساير تركيبات‌، بشر به‌ گسترش‌ اين‌ علم‌ مبادرت‌ ورزيد. در آن‌ دوره‌ اين‌ بخش‌ از علم‌ نام‌ ميكروبيولوژي‌ صنعتي‌ بخود گرفت‌ و هم‌اكنون‌ نيز روند استفاده‌ از اين‌ فرآيندها در زندگي‌ انسان‌ ادامه‌ دارد. ليكن‌ پيش‌بيني‌ مي‌شود به‌ تدريج‌ با استفاده‌ از تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نوين‌ بسياري‌ از فرآيندهاي‌ فوق‌ نيز تحت‌ تأثير قرار گرفته‌ و به‌سمت‌ بهبودي‌ و كارآمدي‌ بيشتر تغيير پيدا كنند.

      3) دوره‌ نوين‌ بيوتكنولوژي‌ كه‌ با كمك‌ علم‌ ژنتيك‌ درحال‌ ايجاد تحول‌ در زندگي‌ بشر است‌. بيوتكنولوژي‌ نوين‌ مدتي‌ است‌ كه‌ روبه‌ توسعه‌ گذاشته‌ و روز بروز دامنه‌ وسعت‌ بيشتري‌ به‌ خود مي‌گيرد.

      اين‌ دوره‌ زماني‌ از سال‌ 1976 با انتقال‌ ژنهائي‌ از يك‌ ميكروارگانيسم‌ به‌ ميكروارگانيسم‌ ديگر آغاز شد. تا قبل‌ از آن‌ دانشمندان‌ در فرآيندهاي‌ بيوتكنولوژي‌ از خصوصيات‌ طبيعي‌ و ذاتي‌ (ميكرو) ارگانيسم‌ها استفاده‌ مي‌گردند ليكن‌ در اثر پيشرفت‌ در زيست‌شناسي‌ مولكولي‌ و ژنتيك‌ و شناخت‌ عميق‌تراجزاء ومكانيسم‌هاي‌ سلولي‌ ومولكولي‌ متخصصين‌ علوم‌زيستي‌توانستند تا به‌ اصلاح‌ و تغيير خصوصيات‌ (ميكرو) ارگانيسم‌ها بپردازند و(ميكرو) ارگانيسم‌هائي‌ باخصوصيات‌ كاملاً جديد بوجود آوردند تا با استفاده‌ از آنها بتوان‌ تركيبات‌ جديد را بامقادير بسيار بيشتر و كارائي‌ بالاتر توليد نمود.

 جدول‌ 1 ـ تاريخچه‌ مختصر بيوتكنولوژي‌   (3) و (4)

 كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌

     كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ بقدري‌ وسيع‌ است‌ كه‌ تقريباً تمام‌ جنبه‌هاي‌ زندگي‌ بشر را تحت‌ تأثير قرارداد و خواهد داد. به‌نحوي‌ كه‌ حدس‌ زده‌ مي‌شود در آينده‌ نزديك‌ كنار اكثر نامهاي‌ رايج‌ علوم‌ و فنون‌ يك‌ كلمة‌ «بيو» يا «بيوتك‌» هم‌ اضافه‌ شود كه‌ نشانه‌ تأثير اين‌ علم‌ بر آن‌ رشته‌ مي‌باشد.

 كاربرد بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ يا بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ « Agbiotech »:

      عمده‌ترين‌ كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ را مي‌توان‌ به‌ دسته‌هاي‌ زير تقسيم‌ كرد.

      ـ ايجاد گياهان‌ مقاوم‌ به‌ حشرات‌ و آفتها

      ـ ايجاد گياهان‌ تحمل‌ كننده‌ علف‌كشها

      ـ ايجاد گياهان‌ مقاوم‌ به‌ بيماريهاي‌ ويروسي‌ و قارچي‌

      ـ ايجاد گياهان‌ مقاوم‌ به‌ شرايط‌ سخت‌ مانند سرما، گرما و شوري‌

      ـ ايجاد گياهان‌ داراي‌ ارزش‌هاي‌ غذائي‌ ويژه‌

      ـ ايجاد گياهان‌ داراي‌ خاصيت‌ درماني‌ ـ پيشگيري‌

      ـ ايجاد گياهان‌ داراي‌ خصوصيت‌ متابوليكي‌ تغيير يافته‌ مانند رشد سريع‌ و راندمان‌ كشت‌ بالاتر

      ـ ايجاد گياهان‌ و ميوه‌هاي‌ داراي‌ زمان‌ ماندگاري‌ بيشتر

      همچنين‌ بايد اضافه‌ كرد:

      ـ ايجاد دامهاي‌ ترانسژنيك‌ كه‌ داراي‌ خصوصيات‌ ويژه‌اي‌ مانند توليد شير زياد يا گوشت‌ كم‌چربي‌ و... هستند.

      ـ ايجاد جانوراني‌ كه‌ بعنوان‌ كارخانه‌ توليد آنتي‌بادي‌ و واكسن‌ و دارو عمل‌ كنند

      ـ ايجاد ماهيها و ساير دامهائي‌ كه‌ با سرعت‌ زياد رشد مي‌كنند

 گياهان‌ مقاوم‌ به‌ حشرات‌ و آفتها

      باتوسعه‌ تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ دانشمندان‌ قادرند ژنهائي‌ از يك‌ موجود زنده‌ را به‌ موجود ديگري‌ انتقال‌ دهند. در سال‌ 1990 اولين‌ گياه‌ ترانس‌ژنيك‌ در مزرعه‌ واقعي‌ كشت‌ گرديد و در 1993  FDA گياهان‌ و غذاهاي‌ ترانس‌ژنيك‌ را بعنوان‌ مواد اساساً بي‌ضرر معرفي‌ كرد.

      هم‌اكنون‌ با استفاده‌ از اين‌ تكنيكها ژن‌هاي‌ مربوط‌ به‌ توليد يك‌ پروتئين‌ سمي‌ (بتاتوكسين‌) از باكتري‌ باسيلوس‌ تورانجينسيس‌ به‌ گياهان‌ متعددي‌ از قبيل‌ ذرت‌، پنبه‌ و سيب‌زميني‌ و... انتقال‌ يافته‌ است‌ و بدينوسيله‌ اين‌ گياهان‌ به‌ حشراتي‌ كه‌ علاقه‌ به‌ تغذيه‌ از آنها را دارند مقاوم‌ گشته‌اند. چرا كه‌ بمحض‌ استفاده‌ حشرات‌ از اين‌ گياه‌ بدليل‌ نابودي‌ دستگاه‌ گوارش‌ آنها از بين‌ خواهند رفت‌.

      هرساله‌ هزينه‌هاي‌ هنگفتي‌ بابت‌ مبارزه‌ شيميائي‌ با اين‌ آفات‌ صورت‌ مي‌گيرد كه‌ علاوه‌ بر هزينه‌بري‌ زياد آلودگيهاي‌ زيست‌محيطي‌ فراواني‌ را به‌دنبال‌ دارد. راندمان‌ اين‌ مواد شيميايي‌ نيز بدليل‌ ايجاد مقاومت‌ در حشرات‌ در برابر سموم‌ بمرور پايين‌ آمده‌ است‌ و بهمين‌ خاطر نياز به‌ تعويض‌ مكرر اين‌ آفت‌كش‌ها وجود دارد.

      هم‌اكنون‌ در آمريكا ذرت‌ و پنبه‌ و سيب‌زميني‌ ترانس‌ژنيك‌ تا ميزان‌ زيادي‌ مورد استقبال‌ واقع‌ شده‌ است‌ بطوريكه‌ تا سال‌ 1998 حدود 18% از ذرت‌ و 17% از پنبه‌ و 4% از سيب‌زميني‌ كشت‌ داده‌ شده‌ در آمريكا از نوع‌ ترانس‌ژنيك‌ بوده‌ است‌ و هم‌اكنون‌ براساس‌ روند رشد موجود برآورد مي‌شود كه‌ بيش‌ از 50% غلات‌ كشت‌ داده‌ شده‌ در آمريكا از نوع‌ ترانس‌ژنيك‌ باشند. (5)

 گياهان‌ مقاوم‌ به‌ بيماريهاي‌ ويروسي‌ و قارچي‌

      بيماريهاي‌ ويروسي‌ و قارچي‌ از مهمترين‌ بيماريهاي‌ گياهي‌ هستند كه‌ علاوه‌ بر وارد كردن‌ خسارات‌ زياد به‌ محصولات‌ كشاورزي‌ مانع‌ كشت‌ آن‌ها در بسياري‌ از شرايط‌ آب‌ و هوائي‌ مي‌شود.

      باكلون‌ كردن‌ برخي‌ ژنهاي‌ گياهان‌ مقاوم‌ در گياهان‌ حساس‌ مانند ژنهاي‌ كيتنياز و 1 و 3 گلوكاناز كه‌ باعث‌ تخريب‌ ديواره‌ پلي‌ساكاريدي‌ قارچهاي‌ پاتوژن‌ مي‌شوند بيوتكنولوژيستها به‌ گياهاني‌ دست‌ يافته‌اند كه‌ مقاوم‌ به‌ قارچهاي‌ پاتوژن‌ مي‌باشند.

      همچنين‌ باكلون‌ كردن‌ ژنهاي‌ جانوري‌ و انجام‌ اقداماتي‌ شبيه‌ واكسيناسيون‌ مي‌توان‌ به‌ گياهان‌ مقاوم‌ به‌ ويروس‌ نيز دست‌ يافت‌. روشهاي‌ مبارزه‌ بيولوژيك‌ بسيار متعدد و متنوع‌ بوده‌ و تنها موارد بالا تنها مثالهائي‌ از اين‌ دست‌ مي‌باشند. (6)

 گياهان‌ مقاوم‌ به‌ علف‌كشها

      روشهاي‌ رايج‌ مبارزه‌ با علفهاي‌ هرز به‌نحوي‌ كه‌ بايد انتخابي‌ نيست‌ و علف‌كشها در موارد زيادي‌ علاوه‌ بر نابودي‌ علفها به‌ گياهان‌ زراعي‌ نيز آسيب‌ مي‌زنند. بعنوان‌ مثال‌  Glyphosate  كه‌ يك‌ علف‌كش‌ كارآمدي‌ است‌ مي‌تواند گياهاني‌ را كه‌ داراي‌ سير متابوليكي‌  Shikamate  هستند را نيز نابود كند. بهمين‌ منظور بيوتكنولوژيستها با وارد كردن‌ ژن‌ مقاومت‌ گليفوسيت‌  EPSP  سنتتاز به‌ گياهاني‌ مانند چغندرقند، سويا، پنبه‌، گوجه‌فرنگي‌ و تنباكو آنها را در برابر علف‌كشها مقاوم‌ كرده‌اند. (7)

 گياهان‌ تحمل‌ كننده‌ شرايط‌ سخت‌

      ارزش‌ گياهاني‌ كه‌ بتوانند در خاكهاي‌ شور با حرارت‌ بالا، سرماي‌ زياد و... رشد كنند بركسي‌ پوشيده‌ نيست‌. بيش‌ از 13 زمينهاي‌ قابل‌ آبياري‌ جهان‌ داراي‌ درصد غيرقابل‌ تحمل‌ نمك‌ در خود هستند. بيوتكنولوژيستها با بررسي‌ گياهاني‌ كه‌ بصورت‌ خودرو در شرايط‌ سخت‌ مانند فشار اسمزي‌ بالا، سرماي‌ زياد، گرمان‌ فراوان‌ و... رشد مي‌كنند به‌ ژنهائي‌ دست‌ يافته‌اند كه‌ عامل‌ مقاومت‌ اين‌ گياهان‌ در برابر اين‌ شرايط‌ سخت‌ مي‌باشد. با انتقال‌ اين‌ ژنها گياهان‌ متعددي‌ توليد شده‌اند كه‌ قادرند در خاكهاي‌ نامناسب‌ با املاح‌ زياد رشد كنند.

      بعنوان‌ مثال‌ با انتقال‌ ژنهاي‌ مسئول‌ انتقال‌ يونهاي‌ سديم‌ بداخل‌ گياهاني‌ مانند آرابيدوپسيس‌ سطح‌ تحمل‌ اين‌ گياه‌ تا 200 ميلي‌ مولار نمك‌ افزايش‌ پيدا كرده‌ است‌.

      همچنين‌ با خاموش‌ كردن‌ سيستم‌ بيان‌ ژنهاي‌ سنتز اسيدهاي‌ چرب‌تري‌ ئنوئيك‌ در گياهان‌ بيوتكنولوژيستها توانسته‌اند تا اين‌ گياهان‌ را در دماهاي‌ بالاتر از حد معمول‌ رشد دهند.

      همچنين‌ با انتقال‌ ژنهاي‌ مسئول‌ توليد نوعي‌ پروتئين‌ ضديخ‌ كه‌ در ماهيهاي‌ آب‌هاي‌ قطبي‌ يافت‌ مي‌شود به‌ گياهان‌ بسياري‌، باعث‌ ايجاد مقاومت‌ در برابر سرماي‌ زياد در اين‌ گياهان‌ شده‌اند. (8)

 گياهاني‌ كه‌ داراي‌ ارزش‌ ويژه‌اي‌ هستند

      هرمادة‌ با ارزشي‌ كه‌ در درون‌ يك‌ گياه‌ يا هر موجود زنده‌ ديگر ساخته‌ شده‌ و تجمع‌ مي‌يابد بواسطه‌ عملكرد ژنهاي‌ مسئول‌ سنتز آن‌ ماده‌ مي‌باشد. بيوتكنولوژيستها با شناسائي‌ اين‌ ژنها و افزايش‌ قدرت‌ بيان‌ اين‌ ژنها و يا افزايش‌ تعداد نسخه‌هاي‌ اين‌ ژنها در يك‌ گياه‌ مي‌توانند گياهان‌ و ميوه‌هائي‌ كنند كه‌ داراي‌ ارزشهاي‌ غذائي‌ ويژه‌اي‌ هستند. بهمين‌ سبب‌ اصلاح‌ جديد  Nutritional Genomics  وضع‌ شده‌ است‌ كه‌ نشان‌ از كاربرد ژنها در بهبود تغذيه‌ انسان‌ و دام‌ دارد. بعنوان‌ مثال‌ «برنج‌ طلائي‌» برنجي‌ است‌ كه‌ داراي‌ مقادير بسيار زيادي‌ از ويتامين‌  A  مي‌باشد. اين‌ برنج‌ مايه‌ اميدي‌ شده‌ است‌ براي‌ نجات‌ هزاران‌ آفريقائي‌ كه‌ هرساله‌ در اثر كمبود ويتامين‌  A  به‌ كوري‌ كامل‌ مبتلا مي‌شوند.

      همچنين‌ بدليل‌ پايين‌ بودن‌ ميكرونوترنيت‌ها در علوفه‌ دامها، انتقال‌ ژنهاي‌ مسئول‌ متراكم‌ ساختن‌ آنها در گياهان‌ علوفه‌اي‌ نقش‌ مؤثري‌ در تغذيه‌ دامها و انسان‌ خواهد داشت‌. (8)

 گياهاني‌ كه‌ داراي‌ خصوصيت‌ متابوليكي‌ تغيير يافته‌ هستند

      افزايش‌ سرعت‌ رشد جمعيت‌ انساني‌ در سالهاي‌ اخير بركسي‌ پوشيده‌ نيست‌، ليكن‌ افزايش‌ سرعت‌ توليد محصولات‌ كشاورزي‌ پابه‌پاي‌ آن‌ رشد نكرده‌ است‌. تا سال‌ 2020 نياز به‌ افزايش‌ 40 درصدي‌ در راندمان‌ كشت‌ برنج‌ وجود دارد. بيوتكنولوژيستها بدو طريق‌ باعث‌ كاهش‌ فاصله‌ اين‌ دو مقوله‌ از يكديگر خواهند شد. اول‌ با افزايش‌ راندمان‌ كشت‌ محصولات‌ كشاورزي‌ در هرهكتار و دوم‌ با افزايش‌ سرعت‌ رشد گياهان‌.

      بعنوان‌ مثال‌ ژنهائي‌ كه‌ مسئول‌ كنترل‌ قد در كوتاه‌ شدن‌ آن‌ در گياهان‌ هستند بطور غيرمستقيم‌ باعث‌ افزايش‌ راندمان‌ محصول‌ مي‌شوند. با انتقال‌ اين‌ ژنها در گونه‌هاي‌ فاقد آن‌ باعث‌ افزايش‌ راندمان‌ گرديده‌اند.

      همچنين‌ با انتقال‌ ژنهاي‌ مسئول‌ فتوسنتز در ذرت‌ به‌ برنج‌ توانسته‌اند راندمان‌ توليد برنج‌ را تا 35% افزايش‌ دهند.

      همچنين‌ با دستكاريهاي‌ ژنتيكي‌ در سلولهاي‌ درختاني‌ كه‌ از چوب‌ آنها استفاده‌ مي‌گردد باعث‌ افزايش‌ سرعت‌ رشد آن‌ها تاحد قابل‌ توجهي‌ شده‌اند كه‌ اين‌ امر مي‌تواند روند تخريب‌ جنگلها را متوقف‌ سازد. (8)

 گياهان‌ و ميوه‌هائي‌ كه‌ داراي‌ زمان‌ ماندگاري‌ بيشتر هستند

      آيا قبول‌ داريد درصورتيكه‌ ميوه‌هائي‌ مانند گوجه‌فرنگي‌ زمان‌ ماندگاري‌ بيشتري‌ داشته‌ باشند چقدر در كاهش‌ ضايعات‌ اين‌ ميوه‌ مؤثر خواهد بود. بيوتكنولوژيستها با به‌ تأخير انداختن‌ سرعت‌ رسيدن‌ گوجه‌فرنگي‌ به‌ اين‌ امر دسترسي‌ پيدا كرده‌اند.

 گياهاني‌ كه‌ داراي‌ خاصيت‌ درماني‌ يا پيشگيري‌ هستند

      بيوتكنولوژيستها با انتقال‌ ژنهاي‌ سنتز پروتئينهاي‌ مختلف‌ ميكروبي‌ و انساني‌ به‌ گياهان‌ و توليد اين‌ پروتئينها در گياهان‌ دست‌ به‌ ابتكارات‌ مؤثري‌ زده‌اند. بعنوان‌ مثال‌ توليد واكسنهاي‌ مختلف‌ در گياهان‌ و ايجاد ميوه‌هائي‌ كه‌ داراي‌ خاصيت‌ واكسيناسيون‌ هستند. و يا امكان‌ توليد پروتئينهائي‌ مثل‌ انسولين‌ در گياهان‌ كه‌ در آيندة‌ بسيار نزديك‌ به‌ تحقق‌ خواهد پيوست‌ باعث‌ انقلابي‌ در اين‌ زمينه‌ خواهد شد.

      همچنين‌ گياهان‌ بعنوان‌ ارگانيسم‌هاي‌ كانديد براي‌ توليد پروتئينهائي‌ مانند آنتي‌باديها و آنزيمها و... در مقياس‌ بسيار بالا در نظر گرفته‌ شده‌اند و عملاً كارآئي‌ خود را در اين‌ زمينه‌ نشان‌ داده‌اند.

 حيوانات‌ ترانسژنيك‌

      امروزه‌ بدليل‌ رشد روزافزون‌ جمعيت‌ نياز به‌ مواد غذائي‌ اهميت‌ بيشتري‌ پيدا كرده‌ است‌ و اين‌ اهميت‌ هنگامي‌ بيشتر مي‌شود كه‌ موضوع‌ كيفيت‌ نيز در كنار آن‌ مطرح‌ شود. بيوتكنولوژيستها با دستكاري‌هاي‌ بدون‌ ضرر در ژنهاي‌ حيواناتي‌ مانند گوسفند و گاو و ماهي‌ باعث‌ رشد سريع‌ آنها مي‌شوند. همچنين‌ با دستكاريهاي‌ ژنتيكي‌ مي‌توان‌ به‌ گوشت‌ كم‌چربي‌ و ترد دست‌ يافت‌ كه‌ ارزش‌ غذائي‌ و سلامت‌ بخش‌ آن‌ بسيار بالا باشد.

      با انتقال‌ ژنهاي‌ مختلف‌ به‌ اين‌ جانوران‌ مي‌توان‌ آنها را غني‌ از مواد خاصي‌ كرد. اخيراً دانشمندان‌ ژاپني‌ با انتقال‌ برخي‌ از ژنهاي‌ گياه‌ اسفناج‌ به‌ خوك‌ موجب‌ توليد گوشتي‌ شده‌اند كه‌ داراي‌ برخي‌ خواص‌ استنتاج‌ نيز مي‌باشد. گاوهاي‌ شيري‌ ترانس‌ژنيك‌ مي‌توانند بعنوان‌ كارخانه‌هاي‌ توليد پروتئينها و واكسنها و آنتي‌باديها عمل‌ كنند. هم‌اكنون‌ اين‌ روش‌ بصورت‌ كاربردي‌ در توليد بسياري‌ از پروتئين‌ها بكار مي‌رود.

      بعنوان‌ مثال‌ گاو ترانسژنيك‌ حامل‌ ژن‌ لاكتوفرين‌ انسان‌ كه‌ يك‌ پروتئين‌، حاوي‌ آهن‌ و ضروري‌ براي‌ رشد نوزادان‌ است‌ مي‌تواند باتوليد شير نزديك‌ به‌ شير انسان‌ نيازهاي‌ نوزادان‌ انسان‌ را تاحد زيادي‌ برآورده‌ كند.

      يا بعنوان‌ مثال‌ بزهاي‌ ترانسژنيك‌ مي‌توانند در هر ليتر شير بيش‌ از چهارگرم‌ آنتي‌بادي‌ مونوكلونال‌ توليد كنند كه‌ ارزش‌ آن‌ بسيار بالا مي‌باشد. بدين‌ نحو با جايگزيني‌ تنها 10 بز ترانس‌ژنيك‌ بجاي‌ يك‌ كارخانه‌ بزرگ‌ مدرن‌ مي‌توان‌ به‌ يك‌ روش‌ كاملاً اقتصادي‌ دست‌ يافت‌. (9)

      با دستكاري‌ ژنهاي‌ توليد هورمون‌ رشد در ماهيها و افزايش‌ توليد اين‌ هورمون‌ بصورت‌ طبيعي‌ به‌ ماهيهائي‌ دست‌ يافته‌اند كه‌ داراي‌ سرعت‌ رشد بسيار بيشتري‌ از گونه‌ مشابه‌ خود هستند.

 بيوتكنولوژي‌ پزشكي‌

      كاربرد بيوتكنولوژي‌ در پزشكي‌ به‌ وسعت‌ علم‌ پزشكي‌ بوده‌ و حتي‌ اين‌ علم‌ با سرعت‌ روزافزون‌ بر وسعت‌ و دامنه‌ علم‌ پزشكي‌ مي‌افزايد.

 از مهمترين‌ كاربردهاي‌ بيوتك‌ در پزشكي‌ مي‌توان‌ به‌ موارد زير اشاره‌ كرد:

      ـ تأثير دگرگون‌ بخش‌ در امر پيشگيري‌ از بيماريهاي‌ ميكروبي‌، بيماري‌هاي‌ ژنتيكي‌، بيماريهاي‌ تغذيه‌اي‌ و متابوليسمي‌ و بيماريهاي‌ روحي‌رواني‌ و...

      ـ تأثير دگرگون‌ بخش‌ در امر درمان‌ بيماريهاي‌ عفوني‌، ژنتيكي‌، سوءتغذيه‌ و متابوليسم‌ و نازائي‌

      ـ تأثير دگرگون‌ بخش‌ در پزشكي‌ قانوني‌

      ـ تأثير دگرگون‌ بخش‌ در پزشكي‌ زيبائي‌

      عناوين‌ مطرح‌ در بيوتكنولوژي‌ پزشكي‌ كه‌ هركدام‌ نياز به‌ توصيف‌ كامل‌ دارند عمدتاً عبارتند از: ژن‌درماني‌، واكسنهاي‌ نوتركيب‌،  DNA  واكسنها، بيوانفورماتيك‌، ژنوميكس‌، پروتئوميكس‌، بيومدسين‌ و بيوفارماسئوتيكال‌

      امروزه‌ پيشرفت‌هاي‌ پزشكي‌ به‌ مدد بيوتكنولوژي‌ درحال‌ سرعت‌ گرفتن‌ مي‌باشد. پزشكي‌ سنتي‌ بتدريج‌ جاي‌ خود را به‌ پزشكي‌ مولكولي‌ خواهد داد. درآينده‌ نه‌چندان‌ دور مكانيسم‌ هيچ‌ بيماري‌ ناشناخته‌ نخواهد ماند و تقريباً هيچ‌ بيماري‌ غيرقابل‌ كنترل‌ نخواهد بود. پزشكي‌ سنتي‌ عمدتاً بدنبال‌ علائم‌ و نشانه‌ها  Sign & Symptoms  بيماريها بوده‌ و از روي‌ آن‌ به‌ استنتاج‌ وجود بيماري‌ و عامل‌ بيماري‌زا مي‌پرداخت‌ و در مواردي‌ بدليل‌ ناشناخته‌ بودن‌ عوامل‌ بيماريها، مكانيسم‌ها و سيستم‌هاي‌ كنترلي‌ آنها مبارزه‌ تنها برعليه‌ علائم‌ و نشانه‌ها صورت‌ مي‌گرفت‌.

      امروزه‌ بكمك‌ بيوتكنولوژي‌، علم‌ پزشكي‌ درحال‌ شناخت‌ ريشه‌اي‌ترين‌ بخش‌ از حيات‌ و مظاهر آن‌ مي‌باشد. با كشف‌ كامل‌ توالي‌ ژنوم‌ انسان‌ در سال‌ 2001 هم‌اكنون‌ دانشمندان‌ بيوتكنولوژيست‌ بدنبال‌ شناسائي‌ ژنهاي‌ مسئول‌ صفتهاي‌ مختلف‌ و نيز ژنهاي‌ مسئول‌ نقائص‌ گوناگون‌ انساني‌ مي‌باشند. تا به‌حال‌ ژنهاي‌ مسئول‌ ايجاد بيماريهاي‌ بسياري‌ شامل‌ سرطانها، بيماريهاي‌ قلبي‌ عروقي‌، تنفسي‌، رواني‌ و... شناسائي‌ شده‌اند.

      با شناسائي‌ تك‌تك‌ اين‌ ژنها و سپس‌ شناسائي‌ پروتئينهاي‌ حاصله‌ از اين‌ ژنها داروهاي‌ كاملاً انتخابي‌ و مؤثر براي‌ مقابله‌ با يك‌ بيماري‌ ساخته‌ مي‌شوند  (tailor made)  اين‌ مبارزه‌ در سطح‌ پروتئين‌ و فنوتيپ‌ است‌ راه‌ ديگر مبارزه‌ استفاده‌ از ژن‌درماني‌ و  Antisence  است‌.

      بيماريهاي‌ ژنتيكي‌ بسياري‌ درحال‌ حاضر بعنوان‌ كانديد براي‌ ژن‌درماني‌ درنظر گرفته‌ شده‌اند.

      تقريباً هركدام‌ از ما تعدادي‌ ژن‌ ناقص‌ در بدن‌ خود داريم‌ كه‌ برخي‌ از آنها خصوصيات‌ خود را در فنوتيب‌ ما آشكار نكرده‌اند و برخي‌ ديگر كم‌ يا زياد خصوصيات‌ خود را در فنوتيپ‌ ما آشكار نموده‌اند تقريباً از هر 10 نفر يكنفر داراي‌ اختلالات‌ ژنتيكي‌ تظاهر يافته‌ مي‌باشد. تقريباً 5% مراجعه‌ كودكان‌ به‌ بيمارستانها بخاطر نقص‌ در يك‌ تك‌ژن‌ مي‌باشد.

      بيماريهائي‌ مانند سيستيك‌ فيبروزيس‌، دسيتروفي‌ عضلاني‌ دوشن‌، بيماري‌ سيستم‌ عصبي‌ هانتينگتون‌، تالاسمي‌، هموفيلي‌، كم‌خوني‌ داسي‌ شكل‌، سندروم‌ لش‌ ـ نايهان‌  lesch-Nyhan ، فنيل‌ كتونوري‌ و... جزو كانديداهاي‌ ژن‌ درماني‌ هستند.

      بيشتر توجه‌ در ژن‌ درماني‌ متوجه‌ بيماريهاي‌ ژنتيكي‌ - متابوليكي‌ است‌ كه‌ نقص‌ يك‌ ژن‌ باعث‌ عدم‌ سنتز يا سنتز ناقص‌ يك‌ پروتئين‌ و عدم‌ انجام‌ يك‌ فرآيند شيميائي‌ مي‌شود.

      فرآيند ژن‌ درماني‌ مي‌تواند بر روي‌ سلولهاي‌ سوماتيك‌ بدن‌ صورت‌ گيرد و يا بر روي‌ سلولهاي‌ زايا صورت‌ گيرد كه‌ در اينصورت‌ صفت‌ اصلاح‌ شده‌ به‌ نسل‌ بعد نيز منتقل‌ مي‌شود.

      در فرآيند ژن‌ درماني‌ معمولاً از قطعات‌ ژن‌ سالم‌ ساختگي‌ بهره‌ گرفته‌ مي‌شود.

      تكنولوژي‌ ديگري‌ كه‌ استفاده‌ مي‌شود آنتي‌ سنس‌ است‌ كه‌ در آن‌ از قطعات‌ اسيدهاي‌ نوكلئيك‌  DNA و  RNA  يا تركيبات‌ آنالوگ‌ آنها استفاده‌ مي‌شود و بدين‌ترتيب‌ اتصال‌ احتمالي‌ اين‌ قطعات‌ به‌ محل‌ موردنظر مانع‌ بيان‌ يك‌ ژن‌ ناقص‌ و يا توليد يك‌ پروتئين‌ مضر مي‌گردد. (10) و (11)

 واكسنهاي‌ نوتركيب‌

      مي‌توان‌ گفت‌ كه‌ در توليد همه‌گونه‌ از واكسنها از تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ بهره‌گرفته‌ شده‌ و مي‌شود. ليكن‌ اوج‌ توانمنديهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نوين‌ را مي‌توان‌ در واكسنهاي‌ نوتركيب‌ نسل‌ چهارم‌ (و نيز  DNA  واكسنها) مشاهده‌ كرد. تابحال‌ براي‌ توليد واكسنها از ميكروارگانيسم‌هاي‌ ضعيف‌ شده‌ يا كشته‌ شده‌ يا اجزاء آنها كه‌ بصورت‌ طبيعي‌ از آنها استخراج‌ مي‌شدند استفاده‌ مي‌شد و اين‌ امر در موارد قابل‌ توجهي‌ باعث‌ ايجاد عوارض‌ جانبي‌ در افراد مي‌گرديد. ليكن‌ باتوسعه‌ تكنيكهاي‌  DNA نوتركيب‌، واكسنهاي‌ نسل‌ چهارم‌ توليد شدند كه‌ در آن‌ها تنها از جزء مؤثر در ايجاد ايمني‌ (جزء ايمونوژن‌) ميكروارگانيسم‌ها استفاده‌ مي‌شود. نمونه‌ آن‌ واكسن‌ ساب‌يونيتي‌ مؤثر در برابر هپاتيت‌  B مي‌باشد.

      فرآيند توليد يك‌ واكسن‌ نوتركيب‌ بسيار طولاني‌ و پيچيده‌ مي‌باشد. در ابتدا بيوتكنولوژيستها بايد ايمونوژن‌ترين‌ جزء ميكروارگانيسم‌ها را كه‌ معمولاً پروتئينها يا گليكوپرتئينهاي‌ غشائي‌ هستند طبق‌ فرآيندهاي‌ بسيار طولاني‌ و پيچيده‌ شناسائي‌ كنند و پس‌ از آن‌ با شناسائي‌ محل‌ و توالي‌ ژن‌ آن‌ در ژنوم‌ ميكروارگانيسم‌ اقدام‌ به‌ تكثير آن‌ بخش‌ كرده‌ و قطعات‌ تكثير شده‌ را درون‌ پلاسميدهاي‌ ويژه‌ كلونينگ‌ قرار دهند و سپس‌ اقدام‌ به‌ انتقال‌ پلاسميدهاي‌ نوتركيب‌ به‌ سلول‌ ميزبان‌ مناسب‌ براي‌ توليد آن‌ پروتئين‌ بنمايند.

      درصورت‌ موفقيت‌ در توليد اقتصادي‌ يك‌ پروتئين‌ كانديد براي‌ واكسن‌ يك‌ بانك‌ سلولي‌ و يك‌ بانك‌ پلاسميد از سلولهاي‌ نوتركيب‌ ايجاد شده‌ و ساختارهاي‌ پلاسميدي‌ آنها ايجاد مي‌شود كه‌ براي‌ مراحل‌ بعد مورد استفاده‌ قرار گيرد.

      براي‌ تأييد اين‌ واكسن‌ از نظر مؤثر بودن‌، كارآئي‌ و بي‌ضرر بودن‌ براي‌ انسان‌ (يا دام‌) (ClinicalTrials)  مراحل‌ زيادي‌ بايد طي‌ شود كه‌ چندين‌ سال‌ بطول‌ مي‌كشد.

      براي‌ توليد صنعتي‌ و تجاري‌ يك‌ واكسن‌ نياز به‌ سرمايه‌گذاري‌ فراواني‌ مي‌باشد. بخشي‌ از اين‌ سرمايه‌گذاري‌ بايد براي‌ ايجاد يك‌ محيط‌ كاملاً استاندارد مطابق‌ با شرايط‌  (Good Manufacturing Practices) GMP  و تسهيلات‌ و تأسيسات‌ استاندارد مطابق‌ با  GMP  و افراد كاملاً متخصص‌ و آموزش‌ ديده‌ و ايجاد يك‌ سيستم‌ با ثبات‌ حفظ‌ كيفيت‌ گردد.

 واكسنهاي‌  DNA

      با پيشرفت‌ تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نسل‌ بعدي‌ واكسنها پيشنهاد شدند كه‌ در آنها بجاي‌ توليد بخش‌ ايمونوژن‌ عامل‌ بيماريزا در كارخانه‌ها با ارسال‌ اطلاعات‌ ژنتيكي‌  (DNA)  لازم‌ براي‌ توليد اين‌ اجزاء درون‌ سلولهاي‌ بدن‌ به‌ توليد اين‌ ايمونوژنها در بدن‌ پرداخته‌ مي‌شود. از مهمترين‌ مزاياي‌ اين‌ واكسنها درعين‌ مشكل‌ بودن‌ طراحي‌ و توليد آنها پايدار بودن‌ ايمني‌ حاصله‌ و كنترل‌ بيشتر بر نحوه‌ ايمني‌زائي‌ در بدن‌ مي‌باشد.

 بيومدسين‌ يا بيوفارماسئوتيكال‌

      بسياري‌ از بيماريهاي‌ رايج‌ انساني‌ بدليل‌ نقص‌ ژنتيكي‌ در توليد يك‌ پروتئين‌ فانكشنال‌ در سلولهاي‌ بدن‌ مي‌باشد. اين‌ بيماري‌ها كه‌ شيوع‌ زيادي‌ در جوامع‌ انساني‌ دارند اغلب‌ داراي‌ آثار اقتصادي‌ - اجتماعي‌ بيشتري‌ نسبت‌ به‌ ساير بيماريها هستند. بعنوان‌ مثال‌ بيماريهائي‌ مانند هموفيلي‌، تالاسمي‌، كم‌خوني‌ها، انواع‌ نقص‌هاي‌ سيستم‌ ايمني‌، اختلالات‌ رشد و ديابت‌ و...

      با پيشرفتهاي‌ اخير در زمينه‌ علوم‌ زيستي‌ بيوتكنولوژيستها قادر شده‌اند تا با شناسائي‌ اين‌ اختلالات‌ و ژن‌هاي‌ مربوطه‌ به‌ توليد پروتئينهايي‌ بپردازند كه‌ بدن‌ اين‌ بيماران‌ قادر به‌ توليد آنها نيست‌ يا ميزان‌ توليد آنها كافي‌ نيست‌. از جمله‌ اين‌ پروتئينها مي‌توان‌ به‌ انواع‌ فاكتورهاي‌ خوني‌، اريتروپوئيتين‌، انواع‌ اينترلوكين‌ها، انواع‌ هورمونها مانند انسولين‌، هورمون‌ رشد اشاره‌ كرد كه‌ درحال‌ حاضر در كارخانه‌هاي‌ بيوتك‌ در مقياس‌ صنعتي‌ درحال‌ توليد هستند. توليد اين‌ پروتئينها هرچند كه‌ هزينه‌بري‌ زيادي‌ را بهمراه‌ دارد اما باعث‌ كاهش‌ چشمگير مرگ‌ومير ناشي‌ از اختلالات‌ ژنتيكي‌ شده‌ است‌.

      بازار توليد اين‌ مواد درحال‌ حاضر بالغ‌ بر ميلياردها دلار است‌ و داراي‌ رشد روزافزوني‌ نيز مي‌باشد. درحاليكه‌ رشد سالانه‌ صنعت‌ دارو 3% مي‌باشد، رشد سالانه‌ صنعت‌ داروهاي‌ بيوتكنولوژي‌ 25% مي‌باشد.

 ژنوميكس‌  Genomics

      پروژه‌ ژنوم‌ انساني‌ بزرگترين‌ و باارزش‌ترين‌ پروژه‌ در علوم‌زيستي‌ بوده‌ است‌ كه‌ تابحال‌ اجرا شده‌ و در حقيقات‌ منشاء پديد آمدن‌ علم‌ ژنوميكس‌ نيز محسوب‌ مي‌شود.  HGP  باهدف‌ تعيين‌ توالي‌ ژنوم‌ (محتواي‌ ژنتيكي‌) انسان‌ در سال‌ 1996 شروع‌ شده‌ و درسال‌ 2001 با اتمام‌ نسخه‌ اوليه‌ به‌ اوج‌ خود رسيد . با كامل‌ شدن‌ پروژه‌ ژنوم‌ انسان‌ دانشمندان‌ به‌ محل‌ دقيق‌ ژنهاي‌ انسان‌ پي‌خواهند برد و با شناسائي‌ ژنوتيب‌ مربوط‌ به‌ تمام‌ جنبه‌هاي‌ فنوتيپ‌ انسان‌ به‌ كليد اصلي‌ صفات‌ انساني‌ دست‌ پيدا خواهند كرد. شناسائي‌ اين‌ ژنها دانشمندان‌ را قادر خواهد ساخت‌ كه‌ به‌ رفع‌ تمام‌ نقائص‌ ژنتيكي‌ انسانها بپردازند و نيز منشاء تمام‌ حالات‌ جسمي‌ و روحي‌ و رفتاري‌ انسان‌ را شناسائي‌ كرده‌ و در دست‌ خود بگيرند.

      هم‌اكنون‌ ژنهاي‌ جديدي‌ براي‌ اختلالات‌ جسمي‌ و حتي‌ روحي‌ مانند بيماريهاي‌ قلبي‌ و عروقي‌، اسيكزوفرني‌ و... شناسائي‌ شده‌ است‌ و پيمودن‌ اين‌ راه‌ باسرعت‌ هرچه‌ تمام‌ ادامه‌ دارد. اينك‌ قدمهاي‌ زيادي‌ به‌ انتهاي‌ اين‌ مرحله‌ سرنوشت‌ساز از تاريخ‌ بشر باقي‌ نمانده‌ است‌ و همگي‌ دانشمندان‌ منتظر به‌ثمر رسيدن‌ دستاوردهاي‌ اين‌ پروژه‌ در آينده‌ بسيار نزديك‌ مي‌باشند.

      يكي‌ از ابزارها و شاخه‌هاي‌ بيوتكنولوژي‌ كه‌ اخيراً به‌ شكوفائي‌ رسيده‌ است‌ بيوانفورماتيك‌ مي‌باشد كه‌ كار تجزيه‌ و تحليل‌ داده‌هاي‌ بدست‌ آمده‌ از  HGP  و... را انجام‌ داده‌ و آنها را تبديل‌ به‌ اطلاعات‌ باارزش‌ و قابل‌ استفاده‌ براي‌ دانشمندان‌ مختلف‌ مي‌نمايد.

      موضوع‌ مرتبط‌ با اين‌ امر موضوع‌ كشف‌  SNP ها مي‌باشد.  SNP ها تفاوت‌هاي‌ تك‌نوكلئوتيدي‌ هستند كه‌ بين‌ دو فرد، از نظر يك‌ ژن‌ بين‌ آنها وجود دارد. شناسائي‌ اين‌ تفاوتها ارزش‌ فراواني‌ دارد. چراكه‌ بطور مثال‌ فردي‌ كه‌ داراي‌ هوش‌ بيشتر يا دندان‌ مستحكمتر نسبت‌ به‌ فرد ديگري‌ است‌ ممكن‌ است‌ تنها در يك‌ نوكلئوتيد از يك‌ ژن‌ با يكديگر تفاوت‌ داشته‌ باشند و شناسائي‌ مكان‌ و نوع‌ اين‌ تفاوت‌ ارزش‌ اقتصادي‌ زيادي‌ براي‌ كاشف‌ و انحصارگر آن‌ دارد. بهمين‌ دليل‌ هم‌اكنون‌ شكارچيان‌ ژن‌ درحال‌ شناسايي‌ قوم‌ها و نژادهائي‌ هستند كه‌ در يك‌ يا چند زمينه‌ خاص‌ داراي‌ خصوصيات‌ برتر مي‌باشند.

 پروتئوميكس‌  Proteomics

      دنياي‌ پروتئوميكس‌ دنياي‌ بي‌انتهائي‌ است‌ كه‌ ما هم‌اكنون‌ در روزنه‌ ورودي‌ آن‌ قرار گرفته‌ايم‌. دانشمندان‌ بعد از استخراج‌ اطلاعات‌ ژنوم‌ انساني‌ به‌ كاربرد آن‌ در حوزه‌ پروتئوميكس‌ مي‌انديشند. در پروتئوميكس‌ دانشمندان‌ براساس‌ اصل‌ يك‌ پروتئين‌ يك‌ ژن‌ بدنبال‌ يافتن‌ كليه‌ پروتئين‌هاي‌ توليد شده‌ در بدن‌ انسان‌ و ربط‌ آن‌ به‌ يك‌ ژن‌ هستند.

      پس‌ از اتمام‌ پروژه‌ پروتئوميكس‌ كه‌ حتي‌ بسيار بزرگتر و طولاني‌تر و پرابعادتر از پروژه‌ ژنوميكس‌ خواهد بود مي‌توان‌ گفت‌ كه‌ انسان‌ به‌ عمده‌ اطلاعات‌ حياتي‌ لازم‌ در مورد خود دست‌ يافته‌ است‌ و پس‌ از كاربرد اين‌ اطلاعات‌ در طراحي‌ داروها و فرآيندهاي‌ مناسب‌ تقريباً قادر به‌ مبارزه‌ با هر بيماري‌ و هر اختلال‌ در بدن‌ خود خواهد بود و حتي‌ قادر به‌ پيشگيري‌ از اكثر آنها خواهد شد.

      مرحله‌ بعد از (و حتي‌ همگام‌ با) پروتئؤميكس‌ طراحي‌ داروهاي‌ بيولوژيك‌ مي‌باشد كه‌ دانشمندان‌ را قادر مي‌سازد پروتئينهاي‌ مزاحم‌ يا ناقص‌ را خنثي‌ كنند يا توليد پروتئينهاي‌ ضروري‌ در بدن‌ را باعث‌ شوند.

      بازار پروتئوميكس‌ برعكس‌ ژنوميكس‌ بسيار گسترده‌تر و غير متمركز بوده‌ و هم‌اكنون‌ بسياري‌ از كشورها حتي‌ كشورهاي‌ جهان‌ سوم‌ مثل‌ برزيل‌ نيز قدم‌ به‌ اين‌ عرصه‌ گذاشته‌اند.

 كلونينگ‌ انسان‌

      از زماني‌ كه‌ دانشمندان‌ با ابداع‌ روش‌ جديد همانندسازي‌ گوسفندي‌ بنام‌ دالي‌ را خلق‌ كردند اميدها و نگرانيهاي‌ زيادي‌ در جوامع‌ انساني‌ بوجود آمد. بيوتكنولوژيستها توانستند با انتقال‌ محتواي‌ ژنتيكي‌ يك‌ سلول‌ سوماتيك‌ به‌ يك‌ سلول‌ تخم‌ كه‌ محتواي‌ ژنتيكي‌ آن‌ تخليه‌ شده‌ بود به‌ توليد موجوداتي‌ كاملاً مشابه‌ موجود دالي‌ دست‌ يابند. بازار اين‌ فناوري‌ در تكثير دام‌هايي‌ با خصوصيات‌ ويژه‌ مانند شير زياد يا گوشت‌ مناسب‌ بسيار گسترده‌ است‌. با اينحال‌ كشيده‌ شدن‌ اين‌ بحث‌ به‌ همانندسازي‌ انسان‌ نگرانيهائي‌ را در كشورهاي‌ مختلف‌ بوجود آمده‌ است‌. موضوع‌ مرتبط‌ با اين‌ امر توليد موجودات‌ يا ارگانهاي‌ انساني‌ از سلولهاي‌ ريشه‌اي‌ جنين‌ مي‌باشد كه‌ همانند كلونينگ‌ داراي‌ مخالفان‌ و موافقان‌ خاص‌ خود مي‌باشد.

 تراشه‌هاي‌ زيستي‌

      تراشه‌هاي‌ زيستي‌ مانند  DNA Chips  از كاربردهاي‌ نوين‌ و بسيار اغواگر بيوتكنولوژي‌ مي‌باشد.

      در يكي‌ از اين‌ كاربردها دانشمندان‌ توانسته‌اند با استفاده‌ از رشته‌هاي‌  DNA  به‌ توليد تراشه‌هائي‌ دست‌ بزنند كه‌ سرعت‌ پردازش‌ اطلاعات‌ در آنها در مقايسه‌ با حجم‌ كوچك‌ آنها بسيار بيش‌ از تراشه‌هاي‌ معمولي‌ مي‌باشد. از كاربردهاي‌ ديگر و اصلي‌ تراشه‌هاي‌ زيستي‌ دو مورد  DNA Chips  و DNA Microarray  مي‌باشد.

      DNA Chips : در اين‌ تكنولوژي‌ بيوتكنولوژيستها با ساختن‌ قطعات‌ اليگو نوكلئوتيدي‌ 20 تا 80 نوكلئوتيدي‌ با توالي‌هاي‌ متفاوت‌ و تثبيت‌ آن‌ بصورت‌ آرايشي‌ از نقاط‌ بسيار ريز (كمتر از 300 ميكرون‌) بر روي‌ بستر مناسب‌ (مانند نيتروسلولز يا برخي‌ فلزات‌ و مواد پلاستيكي‌) و سپس‌ مجاور كردن‌ نمونه‌هاي‌  DNA  مجهول‌ با اين‌ نقاط‌ تثبيت‌ شده‌ شرايط‌ يك‌ واكنش‌ هيبريديزاسيون‌ را بوجود مي‌آورند. در صورتيكه‌ بين‌ سكانس‌ مجهول‌ و سكانس‌ معلوم‌ هر يك‌ از اليكونوكلئوتيدها واكنش‌ هيبريداسيون‌ صورت‌ گيرد مي‌توان‌ پي‌به‌ سكانس‌  DNA  مجهول‌ برد.

      از اين‌ روش‌ همچنين‌ براي‌ تعيين‌ ميزان‌ بيان‌ پروتئين‌ يا فراواني‌ نيز استفاده‌ مي‌شود. اين‌ روش‌ توسط‌ شركت‌  Affymetryx  ابداع‌ شده‌ است‌.

      DNA Microarray : در اين‌ تكنولوژي‌ پروب‌  cDNA  (با طول‌ بين‌ 500 تا 5000 باز) بر روي‌ بستر جامد مناسب‌ تثبيت‌ بود و سپس‌ اين‌ نقاط‌ تثبيت‌ شده‌ در معرض‌ نمونه‌هاي‌  DNA  مجهول‌ قرار مي‌گيرد.

      اين‌ روش‌ در دانشگاه‌ استانفورد ابداع‌ شده‌ است‌.

      كاربرد هر دو روش‌ كه‌ تاحد زيادي‌ مشابه‌ هم‌ هستند در كشف‌ ژن‌ها، در تشخيص‌ بيماريها، در علم‌ فارماكوژنوميك‌ و در علم‌ توكيكوژونوميك‌ و.... مي‌باشد.

منبع:سایت بیوتکنولوژی ایران

کشور پهناور ایران در منطقه خشک و نیمه خشک قرار گرفته و با توجه به شرایط توپوگرافی، دارای اقلیمی متنوع می باشد. از این رو زراعت درمناطق دیم هر از گاهی دچار مشکلات خشکی و سرما می شود.

وجود شرایط خاص آب و هوایی و تعدد اقلیم،‌ زراعت در مناطق دیم را با مشکلات زیادی مواجه ساخت است. به طوری که تنش های خشکی، سرما، توزیع نامناسب بارندگی در دیمزارها و سایر عواملی که ذیلاً اشاره خواهد شد، از موارد کاهش تولید محصول گندم دیم در این مناطق به شمار می آیند.

در اصلاح و تولید ارقام جدید گندم به منظور معرفی و کاشت در شرایط محیطی و اقلیمی ویژه، مسئله مهم برای هر متخصص اصلاح نبات انتخاب رقمی است که دو خاصیت ظرفیت بالا و ثبات تولید را دارا باشد.

در مواقع خشکسالی با تغییر شرایط محیطی، وضعیت تولید به شدت تحت تاثیر عوامل حوی قرار گرفته و موجب کاهش محصول می شود.

درسال زراعی 78 ـ 77 با بارش باران در اول فصل زراعی و سپس قطع بارندگی و بالا رفتن دما،‌ خشکسالی شدید در بسیاری از دیمزارهای مناطق مختلف غرب و شمال غرب کشور باعث گردید تا در بسیاری از موارد مزارع گندم با خسارت شدید مواجه شده و قابل برداشت نباشد.

نتایج طرح های تحقیقاتی اجرا شده در ایستگاه تحقیقات دیم مراغه در سال جاری حاکی از آن است که با رعایت پاره ای از مسایل، می توان در شرایط استثنایی نیز از کاهش تولید گندم در سطح وسیع جلوگیری نمود.

یکی از عوامل موثر، مصرف بهینه کودهای شیمیایی می باشد. در یک طرح تحقیقاتی تعداد 23 رقم و لاین پیشرفته گندم دیم به صورت جداگانه موردبررسی قرارگرفتند. در یکی از بررسی ها، کلیه کود مصرفی فسفره و در سوم کود ازته به نسبت 25 کیلوگرم P₂O₅ و 60 کیلوگرم ازت خالص در هکتار در پاییز و قبل از کشت به خاک افزوده شد و در بهار کود ازته به علت کاهش بارندگی مصرف نگرید. در بررسی دیگر با همان شرایط یک سوم کود ازته (30 کیلوگرم در هکتار) به صورت سرک مصرف گردید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل عملکرد دانه نشان داد که در برخی از ارقام تا 888 کیلوگرم در هکتار بین عملکرد دانه در دو شرایط فوق تفاوت وجود دارد و این تفاوت در ارقام حساس به تنش خشکی بسیار معنی دار است . تفاوت عملکرد ارقام سرداری و سبلان به ترتیب 218 و 319 کیلوگرم در هکتار در دو شرایط مورد بررسی بود. این مطالب نشان می دهد که مصرف کود سرک در بهار و به دنبال آن قطع بارندگی،‌باعث افزایش خسارت خشکی می شود. نتایج حاصل همچنین نشان می دهد در مناطقی که گندم دیم با تراکم مناسب کشت گردیده، میزان کاهش عملکرد نسبت به مناطقی که تراکم بذر بیشتر بوده کمتر بوده است. به گونه ای که در مناطقی که تراکم مناسب رعایت ندشه اثر خشکسالی بسیار شدید بوده و در اغلب موارد زراعت از بین رفته و غیرقابل برداشت بوده است. یک عامل مهم دیگر در کاهش تولید گندم دیم، عدم تهیه به موقع بستر بذر می باشد. معمولاً در مناطقی که به علت چرای دام د رمزارع آیش، و یا عوامل دیگر، زمان شخم به تاخیر می افتد، رطوبت خاک به تحلیل رفته و کاهش عملکرد را باعث می شود، از عوامل ژنتیکی موثر در مقاومت به خشکی می توان به خصوصیات خشکی پسندی ارقام، مثل زودرسی، مومی بودن سطح برگ ها و ساقه داشتن برگ های نازک و باریک و توسعه عمیق تر ریشه ها اشاره نمود. نتایج بررسی نشان می دهد که رقم گندم (Fenkang 15/Sefid)‌ که از ارقام پیشرفته گندم دیم و یکی از دو رگه های رقم سرداری می باشد. در سال زراعی 78 ـ 77 در ایستگاه تحقیقات دیم مراغه در سطح 11200 متر مربع با 196 میلی متر بارندگی که حدود 6/8 میلی متر آن در طی ماه های اردیبهشت و خرداد و با توزیع نامناسب بوده است، 1460 کیلوگرم در هکتار محصول تولید نموده به گونه ای که هیچ گونه آثار خسارت ناشی از خشکی د راین مزرعه مشاهده نشده و موجبات تحسین بسیاری از بازدیدکنندگان را فراهم ساخته بود. این رقم، نسبتاً متوسط رس و دارای اندام های موی و برگ های نازک و باریک بوده و ارتفاع بوته آن 65 سانتی متر و وزن هزار دانه آن 35 گرم می باشد.

بررسی خاک نیز نشان داد که هیچ تفاوتی از نظر خصوصیات فیزیکی در دو منطقه مورد بررسی وجود نداشته و اختلاف عملکرد ناشی از مصرف کود ازته به صورت سرک بوده است. به گونه ای که در قطعه ای که کود سرک مصرف نشده بود رشد در مراحل اولیه مناسب نبوده ولی با تشدید خشکسالی روزبه روز ارقام وضعیت بهتری را نسبت به قطعه دوم که کود سرک مصرف شده بود نشان دادند. قابل ذکر است که در قطعه دوم که کود سرک مصرف شده بود،‌ارقام در اوایل فصل رشد از رشد عالی برخوردار بودند و با قطع بارندگی به شدت تحت تاثیر تنش خشکی واقع شدند و با کاهش ارتفاع بوته ، عملکرد، وزن هزار دانه و شاخص برداشت مواجه شدند. نتایج حاصل همچنین نشان داد که در مزرعه ای که کود سرک مصرف نگردیده، ارتفاع بوته، وزن هزار دانه، عملکرد به طور معنی داری بیشتری از مزرعه دیگر بوده است.

تجزیه و تحلیل آمار هواشناسی 13 سال گذشته ایستگاه تحقیقات دیم مراغه نشان می دهد که بین شاخص (CV%) یا ضریب تغییرات بارندگی و عملکرد گندم دیم رابطه قوی و معنی داری وجود دارد. به گونه ای که در سال هایی که این شاخص کم بوده عملکرد دیمزارها مناسب، و در سال هایی که بالا بوده، عملکرد پایین بوده است. بیشترین میزان ضریب تغییرات بارندگی مربوط به سال زراعی (78 ـ 1377) با
 (9/26 = cv%) می باشد که شدیدترین خشکسالی و کمترین میزان تولید محصول گندم دیم را در بر داشته است. لذا با جمع آوری آمار هواشناسی بلند بمدت مناطق دیم می توان مناطقی را که ضریب تغییرات بارندگی در آنها بسیار بالا می باشد را شناسایی و از زیرکشت دیم خارج و به مراتع تبدیل نمود و یا با رعایت دقیق مسایل زراعتی و آگروتکنیکی مناسب مانند مصرف بهینه کودهای ازته و فسفره، تراکم مناسب بذر، فاصله خطوط مطلوب، اقدام به کشت ارقام زوردرس گندم و جو نمود.