إن تطور تكنولوجيا الهندسة الوراثية (GM) يجعل من الممكن التغلب على قيدين: الأول، طول الوقت اللازم لإدخال الجين المطلوب والثاني - فقدان الجينات المرغوبة من ناحية وإدخال الجينات السلبية من ناحية أخرى.
ريبيكا بيرج وجاكوب بيرج
جاليليو – من العدد 83 يوليو 2005
يعلق محرر العالم: كتبت هذه المقالة بعد سلسلة بدأت بمقالتي (جاليليو 60) ومقال مضاد لمقالاتي المنشورة في العدد 63. في هذه الأثناء، ظهر مقال آخر لي حول هذا الموضوع في العدد 84 (آب 2005) بعد مناقشة هذا الموضوع في الكنيست. المقالات نفسها موجودة في الرابط أدناه.
النباتات المعدلة وراثيا: الفرص والمخاطر والتشريعات بينهما
وفي العددين 60 و 63 ناقشنا الأسباب المؤيدة والمعارضة لاستخدام النباتات المعدلة وراثيا. فيما يلي مقالة موسعة ومحدثة حول هذا الموضوع، والتي تتضمن أيضًا نظرة عامة على مواقف مختلف دول العالم فيما يتعلق بهذه القضية. والموقف المقبول حالياً من قِبَل أغلب الخبراء هو أنه على الرغم من أن المخاطر المحتملة الناجمة عن الاستخدام الواسع النطاق للنباتات المعدلة وراثياً لا يمكن استبعادها بعد، فمن المرجح ألا ينشأ أي خطر مباشر وكبير منها، أو من الأغذية المشتقة منها. إن معدل التغير في مناطق البذور في العالم يلقي بظلاله على المناقشة برمتها
الجين - جزء من الحمض النووي يحتوي على معلومات حول سمة وراثية معينة، عادة - معلومات لإنتاج بروتين معين.
الجينوم - إجمالي المادة الوراثية المميزة للأنواع البيولوجية، في معظم الأنواع البيولوجية تتكون من وحدات الحمض النووي.
الهندسة الوراثية - مجموعة متنوعة من التقنيات الجزيئية التي تتيح نقل الجين الناشئ من أي نوع بيولوجي، أو المنتج في المختبر، إلى نوع آخر، وبالتالي تغيير الخصائص الوراثية للأنواع المعدلة وراثيا بشكل دائم.
الجينات المحورة - جين أجنبي مدمج في جينوم كائن حي (مخلوق) باستخدام طرق الهندسة الوراثية.
نبات محور وراثيا (نبات محور وراثيا) - نبات أضيفت إليه مادة وراثية أجنبية (جينوم) من خلال طرق الهندسة الوراثية.
المعدلة وراثيا، GM - التعديل الوراثي للمخلوقات من خلال أساليب الهندسة الوراثية.
الكانولا - الاسم التجاري لنبات بذور اللفت من العائلة الصليبية، والذي تمت زراعته منذ سنوات باستخدام طرق الزراعة المتعارف عليها، لإنتاج زيت الطعام. الزيت من النبات غير المزروع غير صالح للأكل.
الميتوكوندريا - عضية إنتاج ATP.
البلاستيدات الخضراء - عضية استيعاب ثاني أكسيد الكربون في النباتات.
منذ فجر الثقافة الزراعية، منذ آلاف السنين، قام الإنسان بتربية النباتات من النباتات البرية، بهدف الحصول على أصناف يزرعها المزارعون من أجل رفاهية البشرية. إن تنوع الجينات في كل نوع بيولوجي هو العامل الذي يحد من إمكانيات الزراعة الكلاسيكية. عند ظهور مرض نباتي جديد يهاجم عدة أنواع، فإن العثور على نبات مقاوم للمرض بين الأقارب البرية لنوع معين يسمح بتكامل الجين الذي يمنح المقاومة في الأصناف المزروعة عن طريق التهجين بين النبات البري المقاوم والأصناف المزروعة نفس النوع ولكن بسبب الحاجز الطبيعي أمام التهجين بين الجنسين، لا يمكن استخدام نفس النبات كمصدر لنقل المقاومة إلى الأنواع الأخرى التي يهاجمها نفس عامل الآفات أو المرض. علاوة على ذلك، فإن العملية الكلاسيكية لتهجين النباتات وزراعتها لدمج جينات جديدة في الأصناف الزراعية المتقدمة هي عملية طويلة جدًا وتتطلب الكثير من الجهد. يحتوي الهجين الأولي بين الصنف المزروع وأقرب الأنواع البرية على الجين الضروري ولكنه يحتوي أيضًا على العديد من الجينات التي تحمل سمات سلبية. أثناء التهجين، يتم أيضًا فقدان بعض السمات الإيجابية لسلالة الثقافة. في التقنية التقليدية، يتم التخلص من السمات السلبية في سلسلة طويلة من التهجين ويتم استعادة السمات المرغوبة للصنف. في بعض الأحيان لا يكون من الممكن استعادة السمات المرغوبة بالكامل والتي تم العمل لسنوات على دمجها في الأصناف.
إن تطور تكنولوجيا الهندسة الوراثية (GM) يجعل من الممكن التغلب على قيدين: الأول، طول الوقت اللازم لإدخال الجين المطلوب والثاني - فقدان الجينات المرغوبة من ناحية وإدخال الجينات السلبية من ناحية أخرى. تسمح هذه التقنية بإدخال جين واحد، ناشئ من أي كائن حي، في النبات المزروع. وهكذا فإن تنوع المصادر التي يمكن من خلالها "استعارة" الجين المسؤول عن الصفة التي يريد المرء دمجها يمتد إلى عالم الحيوان بأكمله، وبالإضافة إلى ذلك من الممكن بناء جينات صناعية جديدة غير موجودة في الطبيعة. (على سبيل المثال، عن طريق تغيير الجينات الموجودة عمدا). كما تشمل الهندسة الوراثية مجموعة متنوعة من التقنيات التي تتيح دمج الجين المرغوب "بضربة واحدة" - وليس عن طريق التهجين الجنسي - في الأنواع المزروعة، دون الإضرار ببقية الصفات المرغوبة، وبالتالي تقصير الزراعة وتحسينها. عملية.
هذه التكنولوجيا، التي تجعل من الممكن "هندسة" النباتات المزروعة، تحمل في طياتها إمكانات هائلة لتحسين نوعية الحياة، وقد أدى تطبيقها اليوم إلى زيادة كبيرة في إنتاج الغذاء. وبما أن هذه التكنولوجيا قوية وتقوم على كسر الحواجز الموجودة في الطبيعة لمنع انتقال الجينات بين الأنواع المختلفة، فإن تطبيقها خارج المختبر يثير جدلا ومعارضة عامة شرسة ويرجع ذلك أساسا إلى سببين:
و. مفهوم ديني يرى في الهندسة الوراثية تدخلاً في عملية الخلق.
ب. الخوف من المخاطر المستقبلية، حتى تلك غير المعروفة حاليًا، والتي قد تتزايد مع انتشار استخدام التكنولوجيا.
تشير المخاوف بشأن المخاطر المستقبلية إلى تأثير المنتج الهندسي على المستهلك وتأثيره على البيئة النباتية والحيوانية. وحتى الآن، لم تتحقق المخاوف بشأن المخاطر المستقبلية.
إن المزايا الناشئة عن النباتات المعدلة وراثيا من ناحية، والمخاوف المتعلقة باستخدامها من ناحية أخرى، تتطلب تفكيرا إبداعيا ومتعمقا من قبل المنظمات في مجال الزراعة والعلوم والصناعة والقانون والمستهلكين. ويخلق هذا النهج المتعدد التخصصات حوارا تستمد منه الإجراءات والتشريعات. سنشرح في هذا المقال النقاط الرئيسية للتكنولوجيا ومزاياها والمخاطر المحتملة والتقنيات المطورة للتعامل مع المخاطر، ونستعرض الوضع القانوني لإنتاج وزراعة النباتات المحورة وراثيا في إسرائيل وفي بعض دول العالم.
التقنيات المقبولة لإنشاء النباتات المعدلة وراثيا
في جميع الكائنات الحية، باستثناء بعض الفيروسات، كل جين يملي صفة وراثية هو جزء من جزيئات الحمض النووي التي تشكل المادة الوراثية الكاملة (الجينوم) للأنواع البيولوجية. يتضمن تغيير المادة الوراثية عن طريق الهندسة الوراثية ثلاث مراحل:
1. تحديد وعزل الجين (قطعة DNA) من بعض الكائنات الحية التي تتحكم في الميزة التي تريد دمجها في النبات المستهدف. وبدلاً من ذلك، يمكن بناء حديقة صناعية في أنبوب اختبار للتحكم في الميزة المرغوبة للنبات المعدل وراثيًا.
2. تطوير تقنية زرع الجين الأجنبي في جينوم خلية النبات المستهدف.
3. تطوير تقنية تكوين نبات كامل وخصب من الخلية التي تم إدخال الجين الأجنبي فيها.
التقنيتان الأكثر شيوعًا لزراعة الجينات المحورة في الخلية النباتية ([PIC1]):
و. الطريقة "البيولوجية" التي تجمع بين التكنولوجيا الفيزيائية والبيولوجية. باستخدام هذه الطريقة، يتم إنشاء كمية كبيرة من نسخ الجينات المحورة، والتي تكون مغلفة على كرات صغيرة من المعدن (الذهب أو التنغستن). يتم إطلاق الكريات المغطاة بالجين باستخدام "بندقية الجينات" في الأنسجة النباتية. وفي جزء صغير من الخلايا "المقصفة"، تخترق بعض الكريات نواة الخلية التي تحتوي على المادة الوراثية، ويتم دمج الجين الغريب فيزيائيا في الحمض النووي للخلية.
ب. التحول باستخدام بكتيريا Agrobacterium المعدلة وراثيا. في الأصل، تسبب البكتيريا المرض في العديد من الأنواع النباتية وهي طفيلية طورت خلال التطور آلية متطورة لنقل بعض جيناتها إلى جينوم الخلايا النباتية، والتي تعمل بمثابة "مضيف" تتغذى عليه البكتيريا. وباستخدام أساليب الهندسة الوراثية، قاموا بتغيير البكتيريا بحيث تظل قادرة على نقل أجزاء الحمض النووي إلى النباتات، ولكن دون التسبب في المرض. يتم دمج الجينات المحورة التي يرغبون في نقلها إلى النبات المستهدف في الجزيء "الحامل" للبكتيريا المعدلة وراثيا. تؤدي إصابة الأنسجة النباتية بالبكتيريا المهندسة إلى نقل جزء الحمض النووي المدمج في الناقل إلى جينوم النبات (استخدام هذه البكتيريا هو الأكثر قبولا في الهندسة الوراثية للنباتات، في حين يتم استخدام ناقلات أخرى في الحيوانات). في وقت لاحق، تخضع الخلايا المنقولة للتكاثر والاختيار ويتم إنشاء نبات محور وراثيا من الخلايا المنقولة. وفي تقنية الهندسة الوراثية لا بد من وجود مرحلة لتخليق نبات كامل في المختبر من الخلايا المعدلة وراثيا. بعد تكوين النبات، يمكن إكثاره جنسيًا (بالبذور)، أو لا جنسيًا.
الجمهور ليس خائفا من تقنيات إدخال الجينات المحورة؛ ومع ذلك، هناك من يخشى النباتات المعدلة وراثيا نفسها. كما أن التكاثر اللاجنسي للنباتات المزروعة لا يمثل مشكلة لأن الوسائل التقليدية لتكاثر النباتات لا تثير قلق الجمهور. منذ فجر الزراعة، قام الإنسان بنشر النباتات لا جنسيًا، مثل أشجار الفاكهة من العقل، والموز من العقل، والبصل، والثوم، والبطاطس من البصيلات والدرنات. وفيما يتعلق بالنباتات، تعتبر هذه التكنولوجيا مقبولة باعتبارها "آمنة"، على عكس المعارضة الشديدة لاستنساخ الحيوانات والبشر، وهي المعارضة التي زادت مع نجاح استنساخ النعجة "دوللي". وفيما يتعلق بالاستنساخ، فقد تم بذل جهد تشريعي في العديد من دول العالم، بما في ذلك إسرائيل، بهدف حظر التدخل الجيني والاستنساخ البشري.
عن المؤلفين
د. ريفكا بيرج، باحثة أولى، قسم الوراثة، معهد المحاصيل الحقلية والبستانية، معهد فالكيني، مديرة البحوث الزراعية. البروفيسور يعقوب بيرج، أستاذ مشارك، زميل في كلية العلوم الزراعية والغذائية والبيئية، معهد الكيمياء الحيوية وعلوم الغذاء والتغذية، كلية علوم الغذاء، الجامعة العبرية، وقسم علم الجريمة، الكلية الأكاديمية عسقلان.
