مهندسی زیستی و اصلاحات ژنتیک
کشاورزان از هزاران سال پیش، با کشت گزینشی گیاهان مختلف، انواعی از تغییرات ژنتیک را در گیاهان ایجاد کرده‌اند. برای مثال، آن‌ها همواره تلاش کرده‌اند تا ذرت‌های بارورتر را پرورش دهند؛ همچنین، کشاورزان ذرت را در اقلیم‌های متفاوتی کشت کرده‌اند. تمام این موارد موجب تغییر در ژن‌های ذرت شده است؛ اما نمی‌توان آن را مهندسی ژنتیک قلمداد کرد. در مهندسی ژنتیک، DNA به طور مستقیم دستکاری می‌شود؛ اما انجام چنین کاری تنها از دهه‌ی ۷۰ امکان‌پذیر شده است. عرضه‌ی غذاهای اصلاح شده با مهندسی ژنتیک در ایالات متحده از سال ۱۹۹۴ شروع شده است.
گیاهانی که با اصلاحات ژنتیک تغییر پیدا کرده‌اند، در برابر آفت‌ها مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند. برخی اصلاحات نیز به منظور بهبود طعم، افزایش میزان رشد و… انجام می‌شوند. این موارد به کشاورزان اجازه می‌دهند از آفت‌کش‌های کمتری استفاده کنند و محصولات بیشتری به دست آورند؛ به گفته‌ی رندی کراتز، مدیرعامل اتحادیه‌ی کشاورزان و مرتع‌داران ایالات متحده، مهندسی زیستی به بقای گیاهانی همچون پاپایای رنگین‌کمانی هاوائی که در خطر انقراض بوده کمک کرده است.
نمونه‌ای از ذرت که تحت اصلاح ژنتیک قرار گرفته است
اما شاید از خود بپرسید اصلاح ژنتیک چگونه انجام می‌شود. فرض کنید به دنبال دست‌یابی به نوعی ذرت هستیم که در مقابل یک ماده‌ی آفت‌کش از خود مقاومت نشان می‌دهد. مقاومت در مقابل آفت‌کش‌ها باعث می‌شود کشاورزان بتوانند بدون نگرانی از خراب شدنِ محصول، از آفت‌کش‌ها استفاده کنند. اولین قدم این است که ساختاری زنده (برای مثال یک باکتری) را پیدا کنیم که در برابر این آفت‌کش از خود مقاومت نشان می‌دهد. سپس، DNA مورد نظر از این ساختار زنده استخراج می‌شود.
توجه داشته باشید که دانشمندان به تمامی ژنوم باکتری نیاز ندارند؛ بلکه به دنبال ژنی هستند که موجب مقاومت در برابر آفت‌کش مورد نظر می‌شود. برای این کار، از فرایندی به نام «شبیه‌سازی ژن‌ها» استفاده می‌شود تا نسخه‌های مشابه زیادی از ژن مورد نظر تکثیر شوند. پس از آن، این ژن‌ها با برخی آنزیم‌ها از هم جدا می‌شوند؛ این کار به دانشمندان اجازه می‌دهد تغییراتی را در ژن‌ها ایجاد کنند. با استفاده از این روش دانشمندان می‌توانند ویژگی مقاومت در برابر آفت‌ها را به بخش‌های مختلفی از گیاهان (برای مثال، برگ‌های پوشش‌دهنده‌ی ذرت) محدود کنند.
در مرحله‌ی نهایی، ژن تغییر یافته (Transgene) آماده‌ی وارد شدن به DNA گیاه است. راه‌های مختلفی برای تزریق ژن‌ها به DNA مقصد وجود دارد؛ یکی از این راه‌ها، استفاده از نوعی باکتری است که می‌تواند ژن‌های تغییر یافته را به روش‌های طبیعی به هسته‌ی سلول‌های گیاهان تزریق کند. راه حل دوم، استفاده از راهکاری موسوم به «تفنگ ژنی» است. در این روش، ذره‌های کوچک طلا که با نسخه‌هایی از ژن تغییر یافته پوشانده شده‌اند به سلول‌های گیاهان تزریق می‌شوند. فرایند تزریق ژنی صدها بار تکرار می‌شود تا در نهایت ژن تغییر یافته با موفقیت به DNA مقصد وارد شود. در این حالت، به گیاه جدیدی دست پیدا کرده‌ایم که دارای خواص ژنتیک متفاوتی از نمونه‌ی اولیه است.
عده‌ی زیادی به طور کامل با ایده‌ی «دستکاری» مواد غذایی مخالف هستند
در ابتدای کار مهندسی ژنتیک در گیاهان، اصلاحات ژنتیک توانستند به دو موفقیت بزرگ دست پیدا کنند. یکی از این موفقیت‌ها انتقال دو ژن به برخی گیاهان از جمله ذرت، دانه‌های سویا و کتان بود. این دو ژن از برخی باکتری‌ها استخراج شده بودند و گیاهان را از خطر برخی آفت‌ها حفظ می‌کردند. یکی دیگر از موفقیت‌های اصلاحات ژنتیکی این بود که ژنی را به گیاهان منتقل کردند که مقاومت آن‌ها را در مقابل سموم افزایش می‌دادند؛ بدین وسیله، سموم تنها گیاهان ناخواسته را از بین می‌بردند و به محصول نهایی صدمه‌ای وارد نمی‌کردند.
اما در کنار این دو موفقیت، یک شکست بزرگ نیز وجود داشت؛ اصلاحات ژنتیک چندان مورد پذیرش افکار عمومی قرار نگرفت و حتی امروزه نیز عده‌ی زیادی به طور کامل با ایده‌ی «دستکاری» مواد غذایی مخالف هستند. با وجود این‌که چندین دهه از انجام اولین اصلاحات ژنتیک می‌گذرد، این دیدگاه‌های منفی همچنان پابرجا هستند. در حال ۹۳ درصد از ذرت و سویای تولید شده در ایالات متحده از نظر ژنتیکی اصلاح شده‌اند؛ اما اغلب آن‌ها به عنوان غذای حیوانات استفاده می‌شوند. با این وجود، ۶۰ تا ۷۰ درصد غذاهای فرآوری شده حاوی دست کم یک نوع ماده‌ی غذایی هستند که از نظر ژنتیکی اصلاح شده است.
مطالعات علمی متعدد نشان می‌دهند ضررهای مواد غذایی اصلاح شده بیشتر از ضررهای مواد غذایی عادی نیست. اتحادیه‌ی توسعه‌ی علوم در ایالات متحده (American Association for the Advancement of Science) در این رابطه می‌گوید:
دیدگاه علم در این رابطه واضح و مشخص است: بهبودهای گیاهی با استفاده از تکنیک‌های مولکولی در حوزه‌ی فناوری‌زیستی امن هستند.
در مقابل، برخی از دانشمندان معتقدند که باید تحقیقات بیشتری روی این گیاهان صورت گیرد. علاوه بر این، عده‌ای معتقد هستند که این گیاهان می‌توانند آلرژی‌هایی ایجاد کنند که تا کنون وجود نداشته‌اند و قابل پیش‌بینی نیستند. گروهی دیگر نیز عقیده دارند که با اطمینان از مقاومت گیاهان در مقابل آفت‌کش‌ها، کشاورزان بیش از گذشته از آفت‌کش‌ها استفاده خواهند کرد و استفاده‌ی بی رویه از آفت‌کش‌ها نیز می‌تواند منجر به برخی مشکلات محیطی شود.
اکنون که دانشمندان به درک بیشتری از DNA گیاهان دست پیدا کرده‌اند؛ دست به تحقیق روی روش جدیدی در مهندسی ژنتیک زده‌اند که «ویرایش ژنوم‌ها» نام دارد. در این روش، ویرایش ژن‌ها به سطح دقیق‌تری رسیده و دانشمندان می‌توانند تغییرات ژنتیک را در سطح نوکلئوتید‌ها، که از آن‌ها با نام الفبای ژن‌ها نام برده می‌شود، انجام دهند. ویرایش ژنتیکی، بسیار شبیه به تغییرات ژنتیکی طبیعی است که در فرایند تکامل گیاهان صورت می‌گیرد. همچنین، این روش در مقایسه با اصلاحات ژنتیک سنتی از دقت بالاتری برخوردار است.
با توجه به مزایای ویرایش ژنوم‌ها، دانشمندان و شرکت‌های تجاری امیدوار هستند که این روش مورد پذیرش مردم قرار خواهد گرفت. احتمال می‌رود سازمان‌های بهداشتی نیز نظر مثبتی نسبت به این روش داشته باشند. در حال حاضر، محققان آکادمی علوم چین در حال استفاده از این روش برای توسعه‌ی نسخه‌ی اصلاح‌شده‌ای از گندم هستند که در مقابل بیماری خطرناک «سفیدک سطحی» مقاوم خواهد بود.
مهندسی زیستی و اصلاحات ژنتیک
منبع زومیت