العضويات المعدلة وراثيا هي كائنات حية تم تعديل مادتها الوراثية بواسطة
الهندسة الوراثية لتصبح أكثر تطورا وتلبية لحاجات البشرية. أي انها كائنات
تم تغيير جيناتهاعن طريق البيوتكنولوجية الحديثة التي منها الهندسة
الوراثية والتي تستخدم تقنيات تعرف عموما بتقنية الدنا المؤشب ولم تتم عن
طريق التوليف الطبيعي أو التكاثر. حيث تتم العملية عن طريق نقل جينات
منتقاة من جسم معين إلى جسم آخر من نفس النوع أو من وإلى أجسام من أنواع
مختلفة مما يمنحه جينات معدّلة أو جديدة.قد تكون هده الكائنات ذات أصل
حيواني أو بكتري أو نباتي.
وتعرّف الكائنات الحية المحوّرة جينيا (Transgenic) وهي مجموعة ثانوية من الكائنات الحية المعدلة وراثيا بأنها كائنات تحوي دنا مدخلا نشأ في فصائل مختلفة.
كيفية التعديل
يتضمن التعديل الوراثي إدخالا أو حذفا للجينات ,عادة ما تأتي الجينات المدخلة من فصائل مختلفة تمثّل شكلا من أشكال النقل الأفقي للجين ويمكن أن يحدث هذا في الطبيعة عندما يَخترق الدنا الخارجي الغشاءَ الخلوي لأي سبب كان. يستلزم القيام بهذه العملية صناعيا لصق الجينات مع الفيروس أو إدخال الدنا الزائد بطريقة فيزيائية فقط داخل نواة العائل المستهدف باستخدام حقنة صغيرة جدا أو أجزاء صغيرة جدا يتم إطلاقها من مدفع الجينات.[1] برغم ذلك، فإن الطرق الأخرى تستخدم أشكال نقل الجين الطبيعية مثل قدرة الأَجْرَعِيَّة (بالإنجليزية: Agrobacterium) على نقل المادة الوراثية إلى النباتات [2] أو قدرة الفيروسات بطيئة النمو (بالإنجليزية: Lentiviruses) [3] على نقل الجينات إلى خلايا الحيوان.
لمحة تاريخية
إن المبدأ الرئيسي المتبع في إنتاج الكائنات المعدلة وراثيا هو إضافة مادة وراثية جديدة داخل جينوم الكائن الحي فيما يسمّى بالهندسة الوراثية والذي تم تحقيقه عن طريق اكتشاف الدنا وتكوين أول بكتيريا مؤشبة في عام 1973 وكانت هذه الأخيرة عبارة عن بكتيريا قولونية إشريكية متوافرة تعمل على تقديم جين سالمونيلا خارجي.[4] أدى هذا إلى إثارة مخاوف في المجتمع العلمي بخصوص المخاطر المحتملة التي قد تسببها الهندسة الوراثية والتي نوقشت بشكل كامل في مؤتمر أزيلومار (بالإنجليزية: Asilomar Conference). كانت إحدى التوصيات الرئيسية التي انبثقت عن هذا المؤتمر هي إنشاء مراقبة حكومية تعمل على متابعة أبحاث الدنا المؤشب إلى أن يتم اعتبار هذه التقنية آمنة؛[5][6] ومن ثم أسس هيربيرت بوير أول شركة تستخدم تقنية الدنا المؤشب ودعاها بجينيتيك وأعلنت الشركة في عام 1978 صنع سلالة إشريكية قولونية تنتج بروتين الإنسولين البشري.[7]
في عام 1986، تم تأخير الاختبارات في مجال البكتيريا المهندسة جينيا لحماية النباتات من ضرر الصقيع (بكتيريا الجليد السالب) داخل شركة تقنية حيوية صغيرة تدعى العلوم الجينية المتطورة في أوكلاند في ولاية كاليفورنيا مرارا وتكرارا بسبب معارضي التقنية الحيوية. في نفس العام، تم إجهاض اختبار ميداني مقترح لميكروب مهندس وراثيا لبروتين مقاوم للحشرات قدمته شركة مونسانتو.
الاستخدامات
تستخدم الكائنات المعدلة وراثيا في الأبحاث الحيوية والطبية وإنتاج الأدوية الصيدلانية والعلاجات التجريبية (مثال: العلاج الجيني) والزراعة (مثال: الأرز الذهبي). لا يدل مصطلح "الكائن المعدّل وراثيا" باستمرار -ولكنه قد يتضمن- الإدخالات الموجهة للجينات من فصيلة لأخرى. على سبيل المثال فإن جينا مأخوذا من قنديل البحر يرمّز بروتينا مشعا يدعى بالبروتينات الفلورية الخضراء (بالإنجليزية: GFP) والذي يمكن ربطه فيزيائيا ومن ثم مشاركة تعبيره مع جينات الثدييات لتحديد موقع البروتين الذي تم ترميزه بواسطة جين GFP المُعلَم في خلية الثدييات. تعتبر مثل هذه الطرق وسائل مفيدة للأحيائيين في مجالات أبحاث عدة وتشمل أولئك الذين يدرسون آليات البشر والأمراض الأخرى أو العمليات الأحيائية الأساسية في حقيقيّة النواة أو الخلايا أولية النواة.
بغرض تأريخ أوسع وأكثر تطبيق مثير للجدل في تقنية التعديل الوراثي والذي هو عبارة عن المحاصيل الغذائية التي تحميها براءة الاختراع وتتميز بمقاومة مبيدات الأعشاب التجارية أو قدرتها على إنتاج بروتينات المبيد الحشري من داخل النبات أو بذور السمات المكدسة (بالإنجليزية: Stacked Trait) التي بإمكانها القيام بالأمرين معا فإن ملكية أكبر حصة من المحاصيل المعدلة وراثيا المزروعة عالميا تعود إلى شركة مونسانتو الأمريكية.[8] في عام 2007 فإن تقنيات شركة مونسانتو المميزة قد تمت زراعتها على مساحة 246 مليون هكتارا (1,000,000 كم مربع) عبر العالم بنسبة نمو بلغت 13 بالمئة زيادة عن عام 2006.
في سوق الذرة، تعتبر الذرة ثلاثية الكومة (Triple-Stack Corn) التي تنتجها شركة مونسانتو- والتي تجمع بين تقنية مكافحة الحشائش المعروفة باسم Roundup Ready 2 وبين مكافحة حشرات حفار الذرة ودودة الجذر من YieldGard هي المنتج الرائد في السوق الأمريكي. قام مزارعو الذرة في الولايات المتحدة بزراعة ما يربو على 32 مليون فدانا (130,000 كم مربعا) من الذرة ثلاثية الكومة في عام 2008 [9] ومن المتوقع أن تتم زراعة هذه الذرة في مساحة 56 مليون فدانا (230,000 كم مربعا) في بين عامي 2014 و2015 أما في سوق القطن فقد تمت زراعة القطن الأمريكي بولغارد|| مع قطن Round Ready Flex في مساحة تبلغ تقريبا 5 ملايين فدان (20,000 كم مربعا).[10]
وفقا للوكالة الدولية لاعتماد التطبيقات التقانية الحيوية الزراعية (بالإنجليزية:International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA)) فإن من بين 14 مليون مزارع تقريبا يقومون بزراعة المحاصيل المعالجة باستخدام التقنية الحيوية في العام 2009 تشكّل نسبة 90% منهم مزارعين يفتقرون للموارد في بلدان العالم النامية. تشمل هذه النسبة 7 ملايين مزارع في مناطق زراعة القطن في الصين وما يقارب 5.6 مليون من المزارعين الصغار في الهند (يقومون بزراعة قطن BT المعدل وراثيا) و 250,000 مزارع في الفيليبين بينما تقوم النساء اللواتي يعتمدن زراعة الكفاف في جنوب أفريقيا بزراعة القطن المعدل وراثيا والذرة وفول الصويا؛ وقامت دولة نامية أخرى بزراعة المحاصيل المعدلة وراثيا في عام 2009.[11] كما ويمكن اعتبار ما يقارب 10 ملايين من المزارعين الصغار ومحدودي الموارد منتفعين ثانويين من القطن المعدل وراثيا في الصين. تضاعفت القيمة التجارية العالمية للمحاصيل التي تمت زراعتها عن طريق التقنيات الحيوية في عام 2008 وقدرت قيمتها ب130 مليار دولار أمريكي.[11]
تقوم وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) في الولايات المتحدة بتقديم تقارير حول المساحة الكلية التي تحتلها الأصناف الزراعية المعدلة وراثيا.[12] ووفقا لخدمة الإحصاءات الزراعية الوطنية فقد قامت الولايات المتحدة بنشر الإحصاءات التالية في لوائحها والتي تعبر عن نسبة زراعة الأصناف المعدلة وراثيا حيث: تمثل الذرة المعدلة وراثيا ما نسبته 81-86 بالمئة من مساحات الذرة المزروعة و تحتل الصويا المعدلة وراثيا 88-90 بالمئة من المساحة الكلية المزروعة بفول الصويا أما القطن المعدل وراثيا فيحتل 81-93 من المساحات الكلية المزروعة بقطن أبلاند (وتعتمد هذه الإحصاءات على السنة التي تمت فيها الدراسة).
لا تقوم وزارة الزراعة الأمريكية بجمع بيانات المناطق العالمية بل تعمل إدارة الأغذية والأدوية الأمريكية (بالإنجليزية:ISAAA) على تقديم تقييمات عن نسب المحاصيل المعدلة وراثيا ويمكن الاطلاع عليها في التقرير الذي يحمل عنوان: "الأوضاع العالمية للمحاصيل التجارية المحورة وراثيا:2007".[13]
أصبحت الحيوانات المعدلة وراثيا ذات أهمية تجارية أيضا ففي السادس من فبراير عام 2009 وافقت الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء على أول دواء معدل وراثيا للاستخدام في حالة الإنسان وتم استخلاصه من ماعز معدل وراثيا. يعتبر دواء ATryn عقارا مضادا للتجلط يعمل على تقليل احتمالية حدوث جلطات الدم خلال العمليات الجراحية أو الولادة ويتم استخلاصه من حليب الماعز.[14]
اكتشاف الكائنات المعدلة وراثيا
يتم إجراء فحص الكائنات المعدلة وراثيا في الأغذية والأعلاف روتينيا باستخدام التقنيات الجزيئية مثل مصفوفات الدنا المجهرية أو تفاعل البوليميراز المتسلسل ذي الوقت الحقيقي (qPCR). يمكن إجراء الفحص اعتمادا على فرز العناصر (مثل p35S tNos و pat bar) أو العلامات المرتبطة بالحدث كما في حالة كائنات معدلة وراثيا معترف بها (مثل Mon810 وBt11 وGT73). تجمع الطرق التي تعتمد على المصفوفات بين تفاعل تسلسلي بوليميرازي متعدد Multiplex PCR وتقنيات المصفوفة لفحص عينات تخص كائنات مختلفة يحتمل أن تكون معدلة وراثيا.[15] كما وتجمع بين طرق مختلفة (فرز العناصر وعلامات مرتبطة بالنبات والعلامات المرتبطة بالحدث). تستخدم تقنية qPCR للكشف عن أحداث معينة خاصة بالكائنات المعدلة وراثيا عن طريق استخدام مشرعات معينة (Primer) لفرز العناصر أو العلامات المرتبطة بالحدث. من الواجب وضع ضوابط شاملة لتجنب أي نوع من نتيجة اختبار قد تكون موجبة أو سلبية زائفة ومن الضروري أيضا إجراء فحص فيروس تبرقش القنبيط (CaMV) لتجنب أي نتيجة موجبة زائفة اعتمادا على تلوث العينة بالفيروس.
الجراثيم المحورة وراثيا
كانت البكتيريا أول كائنات حية يتم تعديلها وراثيا في المختبر وذلك بسبب بساطتها جينيا[16] وتم استخدام هذه الكائنات الحية الآن لأغراض متعددة وهي ذات أهمية خصوصا في إنتاج كميات كبيرة من البروتينات البشرية الخالصة لاستخدامها لأغراض طبية.[17]
وتعرّف الكائنات الحية المحوّرة جينيا (Transgenic) وهي مجموعة ثانوية من الكائنات الحية المعدلة وراثيا بأنها كائنات تحوي دنا مدخلا نشأ في فصائل مختلفة.
كيفية التعديل
يتضمن التعديل الوراثي إدخالا أو حذفا للجينات ,عادة ما تأتي الجينات المدخلة من فصائل مختلفة تمثّل شكلا من أشكال النقل الأفقي للجين ويمكن أن يحدث هذا في الطبيعة عندما يَخترق الدنا الخارجي الغشاءَ الخلوي لأي سبب كان. يستلزم القيام بهذه العملية صناعيا لصق الجينات مع الفيروس أو إدخال الدنا الزائد بطريقة فيزيائية فقط داخل نواة العائل المستهدف باستخدام حقنة صغيرة جدا أو أجزاء صغيرة جدا يتم إطلاقها من مدفع الجينات.[1] برغم ذلك، فإن الطرق الأخرى تستخدم أشكال نقل الجين الطبيعية مثل قدرة الأَجْرَعِيَّة (بالإنجليزية: Agrobacterium) على نقل المادة الوراثية إلى النباتات [2] أو قدرة الفيروسات بطيئة النمو (بالإنجليزية: Lentiviruses) [3] على نقل الجينات إلى خلايا الحيوان.
لمحة تاريخية
إن المبدأ الرئيسي المتبع في إنتاج الكائنات المعدلة وراثيا هو إضافة مادة وراثية جديدة داخل جينوم الكائن الحي فيما يسمّى بالهندسة الوراثية والذي تم تحقيقه عن طريق اكتشاف الدنا وتكوين أول بكتيريا مؤشبة في عام 1973 وكانت هذه الأخيرة عبارة عن بكتيريا قولونية إشريكية متوافرة تعمل على تقديم جين سالمونيلا خارجي.[4] أدى هذا إلى إثارة مخاوف في المجتمع العلمي بخصوص المخاطر المحتملة التي قد تسببها الهندسة الوراثية والتي نوقشت بشكل كامل في مؤتمر أزيلومار (بالإنجليزية: Asilomar Conference). كانت إحدى التوصيات الرئيسية التي انبثقت عن هذا المؤتمر هي إنشاء مراقبة حكومية تعمل على متابعة أبحاث الدنا المؤشب إلى أن يتم اعتبار هذه التقنية آمنة؛[5][6] ومن ثم أسس هيربيرت بوير أول شركة تستخدم تقنية الدنا المؤشب ودعاها بجينيتيك وأعلنت الشركة في عام 1978 صنع سلالة إشريكية قولونية تنتج بروتين الإنسولين البشري.[7]
في عام 1986، تم تأخير الاختبارات في مجال البكتيريا المهندسة جينيا لحماية النباتات من ضرر الصقيع (بكتيريا الجليد السالب) داخل شركة تقنية حيوية صغيرة تدعى العلوم الجينية المتطورة في أوكلاند في ولاية كاليفورنيا مرارا وتكرارا بسبب معارضي التقنية الحيوية. في نفس العام، تم إجهاض اختبار ميداني مقترح لميكروب مهندس وراثيا لبروتين مقاوم للحشرات قدمته شركة مونسانتو.
الاستخدامات
تستخدم الكائنات المعدلة وراثيا في الأبحاث الحيوية والطبية وإنتاج الأدوية الصيدلانية والعلاجات التجريبية (مثال: العلاج الجيني) والزراعة (مثال: الأرز الذهبي). لا يدل مصطلح "الكائن المعدّل وراثيا" باستمرار -ولكنه قد يتضمن- الإدخالات الموجهة للجينات من فصيلة لأخرى. على سبيل المثال فإن جينا مأخوذا من قنديل البحر يرمّز بروتينا مشعا يدعى بالبروتينات الفلورية الخضراء (بالإنجليزية: GFP) والذي يمكن ربطه فيزيائيا ومن ثم مشاركة تعبيره مع جينات الثدييات لتحديد موقع البروتين الذي تم ترميزه بواسطة جين GFP المُعلَم في خلية الثدييات. تعتبر مثل هذه الطرق وسائل مفيدة للأحيائيين في مجالات أبحاث عدة وتشمل أولئك الذين يدرسون آليات البشر والأمراض الأخرى أو العمليات الأحيائية الأساسية في حقيقيّة النواة أو الخلايا أولية النواة.
بغرض تأريخ أوسع وأكثر تطبيق مثير للجدل في تقنية التعديل الوراثي والذي هو عبارة عن المحاصيل الغذائية التي تحميها براءة الاختراع وتتميز بمقاومة مبيدات الأعشاب التجارية أو قدرتها على إنتاج بروتينات المبيد الحشري من داخل النبات أو بذور السمات المكدسة (بالإنجليزية: Stacked Trait) التي بإمكانها القيام بالأمرين معا فإن ملكية أكبر حصة من المحاصيل المعدلة وراثيا المزروعة عالميا تعود إلى شركة مونسانتو الأمريكية.[8] في عام 2007 فإن تقنيات شركة مونسانتو المميزة قد تمت زراعتها على مساحة 246 مليون هكتارا (1,000,000 كم مربع) عبر العالم بنسبة نمو بلغت 13 بالمئة زيادة عن عام 2006.
في سوق الذرة، تعتبر الذرة ثلاثية الكومة (Triple-Stack Corn) التي تنتجها شركة مونسانتو- والتي تجمع بين تقنية مكافحة الحشائش المعروفة باسم Roundup Ready 2 وبين مكافحة حشرات حفار الذرة ودودة الجذر من YieldGard هي المنتج الرائد في السوق الأمريكي. قام مزارعو الذرة في الولايات المتحدة بزراعة ما يربو على 32 مليون فدانا (130,000 كم مربعا) من الذرة ثلاثية الكومة في عام 2008 [9] ومن المتوقع أن تتم زراعة هذه الذرة في مساحة 56 مليون فدانا (230,000 كم مربعا) في بين عامي 2014 و2015 أما في سوق القطن فقد تمت زراعة القطن الأمريكي بولغارد|| مع قطن Round Ready Flex في مساحة تبلغ تقريبا 5 ملايين فدان (20,000 كم مربعا).[10]
وفقا للوكالة الدولية لاعتماد التطبيقات التقانية الحيوية الزراعية (بالإنجليزية:International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA)) فإن من بين 14 مليون مزارع تقريبا يقومون بزراعة المحاصيل المعالجة باستخدام التقنية الحيوية في العام 2009 تشكّل نسبة 90% منهم مزارعين يفتقرون للموارد في بلدان العالم النامية. تشمل هذه النسبة 7 ملايين مزارع في مناطق زراعة القطن في الصين وما يقارب 5.6 مليون من المزارعين الصغار في الهند (يقومون بزراعة قطن BT المعدل وراثيا) و 250,000 مزارع في الفيليبين بينما تقوم النساء اللواتي يعتمدن زراعة الكفاف في جنوب أفريقيا بزراعة القطن المعدل وراثيا والذرة وفول الصويا؛ وقامت دولة نامية أخرى بزراعة المحاصيل المعدلة وراثيا في عام 2009.[11] كما ويمكن اعتبار ما يقارب 10 ملايين من المزارعين الصغار ومحدودي الموارد منتفعين ثانويين من القطن المعدل وراثيا في الصين. تضاعفت القيمة التجارية العالمية للمحاصيل التي تمت زراعتها عن طريق التقنيات الحيوية في عام 2008 وقدرت قيمتها ب130 مليار دولار أمريكي.[11]
تقوم وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) في الولايات المتحدة بتقديم تقارير حول المساحة الكلية التي تحتلها الأصناف الزراعية المعدلة وراثيا.[12] ووفقا لخدمة الإحصاءات الزراعية الوطنية فقد قامت الولايات المتحدة بنشر الإحصاءات التالية في لوائحها والتي تعبر عن نسبة زراعة الأصناف المعدلة وراثيا حيث: تمثل الذرة المعدلة وراثيا ما نسبته 81-86 بالمئة من مساحات الذرة المزروعة و تحتل الصويا المعدلة وراثيا 88-90 بالمئة من المساحة الكلية المزروعة بفول الصويا أما القطن المعدل وراثيا فيحتل 81-93 من المساحات الكلية المزروعة بقطن أبلاند (وتعتمد هذه الإحصاءات على السنة التي تمت فيها الدراسة).
لا تقوم وزارة الزراعة الأمريكية بجمع بيانات المناطق العالمية بل تعمل إدارة الأغذية والأدوية الأمريكية (بالإنجليزية:ISAAA) على تقديم تقييمات عن نسب المحاصيل المعدلة وراثيا ويمكن الاطلاع عليها في التقرير الذي يحمل عنوان: "الأوضاع العالمية للمحاصيل التجارية المحورة وراثيا:2007".[13]
أصبحت الحيوانات المعدلة وراثيا ذات أهمية تجارية أيضا ففي السادس من فبراير عام 2009 وافقت الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء على أول دواء معدل وراثيا للاستخدام في حالة الإنسان وتم استخلاصه من ماعز معدل وراثيا. يعتبر دواء ATryn عقارا مضادا للتجلط يعمل على تقليل احتمالية حدوث جلطات الدم خلال العمليات الجراحية أو الولادة ويتم استخلاصه من حليب الماعز.[14]
اكتشاف الكائنات المعدلة وراثيا
يتم إجراء فحص الكائنات المعدلة وراثيا في الأغذية والأعلاف روتينيا باستخدام التقنيات الجزيئية مثل مصفوفات الدنا المجهرية أو تفاعل البوليميراز المتسلسل ذي الوقت الحقيقي (qPCR). يمكن إجراء الفحص اعتمادا على فرز العناصر (مثل p35S tNos و pat bar) أو العلامات المرتبطة بالحدث كما في حالة كائنات معدلة وراثيا معترف بها (مثل Mon810 وBt11 وGT73). تجمع الطرق التي تعتمد على المصفوفات بين تفاعل تسلسلي بوليميرازي متعدد Multiplex PCR وتقنيات المصفوفة لفحص عينات تخص كائنات مختلفة يحتمل أن تكون معدلة وراثيا.[15] كما وتجمع بين طرق مختلفة (فرز العناصر وعلامات مرتبطة بالنبات والعلامات المرتبطة بالحدث). تستخدم تقنية qPCR للكشف عن أحداث معينة خاصة بالكائنات المعدلة وراثيا عن طريق استخدام مشرعات معينة (Primer) لفرز العناصر أو العلامات المرتبطة بالحدث. من الواجب وضع ضوابط شاملة لتجنب أي نوع من نتيجة اختبار قد تكون موجبة أو سلبية زائفة ومن الضروري أيضا إجراء فحص فيروس تبرقش القنبيط (CaMV) لتجنب أي نتيجة موجبة زائفة اعتمادا على تلوث العينة بالفيروس.
الجراثيم المحورة وراثيا
كانت البكتيريا أول كائنات حية يتم تعديلها وراثيا في المختبر وذلك بسبب بساطتها جينيا[16] وتم استخدام هذه الكائنات الحية الآن لأغراض متعددة وهي ذات أهمية خصوصا في إنتاج كميات كبيرة من البروتينات البشرية الخالصة لاستخدامها لأغراض طبية.[17]
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق