مهندسی ژنتیک
مهندسی ژنتیک (genetic engineering)
اصطلاحی فراگیر که دستکاری اطلاعات ژنتیکی را از طریق روش‌های بیوشیمیایی بیان می‌کند. این کار از طریق گنجاندن دی ان اِی جدید و معمولاً با استفاده از یک ویروس یا پلاسمید[۱] صورت می‌گیرد. هدف از این کار ممکن است صرفاً پژوهش، ژن‌درمانی یا پرورش گیاهان، جانوران، یا باکتری‌هایی با کارکردهای خاص باشد. این موجودات زنده که ژنی خارجی بدان‌ها افزوده شده را تراژنی و دی ان ای جدیدی را که طی این فرآیند شکل گرفته نوترکیب[۲] می‌گویند. در اغلب موارد، موجودی که ژن آن را انتقال می‌دهند، یک ریزسازواره یا یک گیاه است زیرا مسائل اخلاقی و ایمنی مانع از کاربرد آن در مورد پستانداران می‌شود. تا ابتدای ۱۹۹۵ بر روی بیش از ۶۰ گونۀ گیاهی مهندسی ژنتیک صورت گرفته و حدود ۳هزار محصول تراژنی آزمایشی کشت شده بود. فرآیند مهندسی ژنتیک شامل چند مرحله است: ساخت قطعه‌های دی ان ای، گنجاندن قطعه‌های دی ان ای در پلاسمید حامل[۳]، کلونینگ[۴] پلاسمید، استفاده از پلاسمید برای گنجاندن دی ان ای در موجود زنده. یک نمونه از مهندسی ژنتیک که برای انسان‌ها بسیار سودمند بوده تولید باکتری است که انسولین انسانی تولید می‌کند. باکتری به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که شامل ژن انسانی برای تولید انسولین باشد. این باکتری در آزمایشگاه برای تولید مقادیر زیاد انسولین کشت می‌شود، تا برای درمان بیماران مبتلا به دیابت استفاده شود. پیش از این، افراد مبتلا به دیابت با انسولین دیگر حیوانات درمان می‌شدند. این روش جدید نیاز به کشتن حیوانات برای انسولین را رفع می‌کند و علاوه‌بر آن انسولین تهیه‌شده به‌طریق مهندسی مؤثرتر عمل می‌کند. تا ۱۹۹۸ تقریباً بر روی ۳۰۰ گونۀ گیاهی آزمایش مهندسی ژنتیک صورت گرفت، اما مقاومت در‌برابر تولید گیاهان ترنس ژن‌شده در انگلیس افزایش یافت و به تخریب ۱۹ محل کشت مختلف به‌دست مخالفان منجر شد. در اواخر دهۀ ۱۹۹۰ حدود ۱۵۰ گروه محلی در سراسر بریتانیا در اعتراض به انجام آزمایش‌های مهندسی ژنتیک بر روی غذا و کشاورزی تشکیل شد. در بهار ۱۹۹۹، ادارۀ محیط زیست، حمل و نقل و شهرستان‌های بریتانیا[۵] آزمایشی چهارساله، با هزینه ۳.۳میلیون پوند را برای ارزیابی خطری آغاز کرد که محصولات دستکاری‌شده به‌لحاظ ژنتیک، برای طبیعت داشتند. ذرت و شلغم روغنیِ اصلاح ژنتیک‌شده در شش محل مختلف در بریتانیا کشت می‌شوند و زیست‌شناسان بر حیات‌وحش و گیاهان اطراف نظارت خواهند کرد. در فوریۀ ۲۰۰۱، اتحادیۀ اروپا مقررات سختگیرانۀ جدیدی برای توسعۀ همۀ موجودات اصلاح ژنتیک‌شده وضع کرد. اتریش، دانمارک، فرانسه، یونان، ایتالیا، و لوکزامبورگ همه مصرانه وضع مقرراتی به مراتب سختگیرانه‌تر را خواستار شدند.
کاربردهای عملی. در مهندسی ژنتیک، قطعه‌قطعه‌کردن و به‌هم‌پیوستن مجدد ژن‌ها به‌منظور افزایش اطلاعات تولیدمثل و عمل سلول صورت می‌گیرد، اما با انجام این کار نتایج عملی نیز حاصل می‌شود. استنلی کوهن[۶] و هربرت بویر[۷]، دانشمندان امریکایی، قطعه‌قطعه‌کردن ژن‌ها را در ۱۹۷۳ اختراع کردند و در ۱۹۸۴ در امریکا به ثبت رسید. تثبیت نیتروژن در مورد گیاهانی که برای تغذیۀ انسان کشت می‌شوند، ازجمله کاربردهای آن است و تأثیر شگرفی بر تولید غذا در جهان خواهد گذاشت. گنجاندن ژن‌ها در گیاهان به آن‌ها امکان می‌دهد با باکتری‌هایی در ریشه‌هایشان که کود نیتروژن می‌سازند همزیستی کنند. این کار به‌طور طبیعی در گیاهانی همچون شبدر، نخود سبز، و لوبیا صورت می‌گیرد، اما در مورد غلاتی همچون گندم، برنج و ذرت چنین نیست. در این صورت نیاز به کودهای شیمیایی پرهزینه تا حد زیادی کاهش می‌یابد. همچنین می‌توان ژن‌هایی را در غلات گنجاند که در‌برابر آفات کشاورزی مقاومت ایجاد کنند. این کار نیاز به استفاده از آفت‌کش‌ها را کاهش می‌دهد. مهندسی ژنتیک همچنین می‌تواند کیفیت غذایی مواد غذایی و عمر مفید آن‌ها را افزایش دهد. شاید در آینده امکان استفاده از حیوانات ترنس ژن‌شده برای تولید، مثلاً، «شیر فرآوری‌شده[۸]» به‌وجود آید. این نوع شیر حاوی پادتن‌های انسانی برای معالجۀ بیماری‌ها یا شیر کم‌چربی است که سلامتی انسان را بهبود می‌بخشد. باکتری معمولی را شاید بتوان برای تولید داروهای کمیاب اصلاح کرد. یک ژن خارجی را می‌توان به کشت‌های باکتری در آزمایشگاه وارد کرد تا محصولات بیولوژیک تجاری مانند انسولین مصنوعی، واکسن هپاتیت بی، و اینترفرون[۹] تولید کند. از مهندسی ژنتیک برای تشخیص بیماری‌ها نیز استفاده می‌شود، بدین طریق که از کاوش‌های ژنی یا پادتن‌های مهندسی‌شده برای تشخیص ژن مربوط به بیماری خاصی در فرد استفاده می‌کنند.
خطرات مهندسی ژنتیک. به‌رغم همۀ محاسن بالقوه و موجود، مباحث سودمندی دربارۀ خطرهای احتمالی مهندسی ژنتیک مطرح شده است. به‌علاوه، دیدگاه‌های اخلاقی و وجدانی علیه اصول مهندسی ژنتیک وجود دارد. علم دربارۀ مسائل اخلاقی و وجدانی نمی‌تواند به تصمیم‌‌گیری کمکی کند. با این حال، خطرهای بالقوه از نظر علمی مطالعه می‌شوند. خطرات بالقوه عبارت‌اند از تولید غیرعمدی ریزسازواره‌های بیماری‌زای جدید، پخش سموم علف‌کش، ژن‌های مقاوم نسبت به آفات در میان گیاهان وحشی و مسائل مرتبط با ایمنی غذا. برای حصول اطمینان از عدم بروز چنین مشکلاتی اقداماتی صورت گرفته است، اما در مورد میزان کارایی آن‌ها هنوز بحث‌هایی وجود دارد.
پیشرفت‌های جدید. پیشرفت‌های حاصل‌شده در مهندسی ژنتیک به تولید هورمون رشد و تعدادی هورمون‌های محرک مغز استخوان منجر شده است. نژادهای جدیدی از حیوانات نیز تولید شده‌اند، مثلاً در ۱۹۸۹ نژاد جدیدی از موش‌ها در امریکا ثبت شده است (استفاده از آن در ادارۀ ثبت اختراعات اروپا تأیید نشد). با استفاده از مهندسی ژنتیک، واکسنی علیه نوعی انگل گوسفند (لارو کرم کدو) تولید شده است؛ اغلب واکسن‌های موجود علیه باکتریها و ویروس‌ها عمل می‌کنند. نخستین غذای تولیدشده به‌طریق مهندسی ژنتیک در ۱۹۹۴ در معرض فروش قرار گرفت؛ گوجه‌فرنگی فِلَورْ سَوْر[۱۰] که شرکت امریکایی بیوتکنولوژیک کالژن[۱۱] آن را تولید کرد در کالیفرنیا و شیکاگو به بازار فروش عرضه شد.
اقدامات ایمنی. این خطر وجود دارد که هنگام جابه‌جایی ژن‌ها میان انواع مختلف باکتریها (اغلب موارد از باکتری اشریشیاکُلای[۱۲] که در رودۀ انسان زندگی می‌کند، استفاده می‌کنند) نژادهای جدید و مضر تولید شوند. به‌همین سبب اقدامات احتیاطی شدیدی صورت می‌گیرد و باکتری اصلاح‌‌شده به‌نحوی ناقص می‌شود که قادر به ادامه حیات در محیط خارج از آزمایشگاه نباشد. همچنین نگرانی‌هایی برای تبعات زیست‌محیطی محصولات اصلاح ژنتیک شده وجود دارد. در ۱۹۹۹ بوم‌شناسان امریکایی شواهدی یافتند مبنی‌بر این‌که ذرت اصلاح‌شده‌ای که ژن‌های بی‌تی[۱۳] حشره‌کش را از باکتری خاک، باسیلوس تورینجینسیس[۱۴]، جذب می‌کند، ممکن است برای پروانۀ منارک درختی مضر باشد. ملکه‌ها از گیاه شیری تغذیه می‌کنند که اغلب نزدیک مزارع ذرت می‌روید و برخی از گروه‌های ذرت ترنس ژن‌شده گیاه شیری[۱۵] را آلوده می‌کنند.