GMO یا CRISPR
روشهای اصلاح سنتی مانند پرورش انتخابی (selective breeding) و دورگه سازی (cross-breeding) برای پرورش گیاهان و حیوانات با مشخصههای مطلوبتر برای مدت بسیار زیادی مورد استفاده قرار گرفته است. با این وجود، در چند دهه اخیر، پیشرفت بیوتکنولوژی این امکان را برای دانشمندان فراهم نموده تا مستقیماً از طریق مهندسی زیستی (Bioengineering) به اصلاح DNA بپردازند. اصلاح موجودات به روشهای قدیمی زمانبر و ایجاد تغییرات بسیار خاص دشوار است، اغلب نیز ممکن است نتایج متفاوتی را به همراه داشته باشد. درحالیکه، اصلاح DNA با استفاده از بیوتکنولوژی بستر این کار را به صورت هدفمند با سرعت بالا برای دانشمندان فراهم کرده است.
موجود تراریخته یا دستکاریشده ژنتیکی GMO یا (Genetically Modified Organism)، به حیوان، گیاه یا میکروارگانیسمهایی اطلاق میشود که با استفاده از تکنیکهای مهندسی ژنتیک، DNA آن تغییر یافته است.
محصولات ارگانیک
محصولات ارگانیک به محصولی گفته میشود که در درجه اول منشا آن کاملا طبیعی باشد و همچنین در کل فرآیند تولید آن، از هیچگونه ماده شیمیایی، افزودنی یا فرآیندی که باعث تغییر در ماهیت طبیعی مواد تشکیل دهنده آن میشود، استفاده نشده باشد. این محصولات باید با روشهایی مطابق با استاندارهای کشاورزی یا دامپروری ارگانیک، تولید شوند. این استانداردها در ایران و جهان کمی متفاوت هستند. با این وجود آیا حاوی ارزش غذایی بالاتری هستند؟
مزارع محصولات ارگانیک سالانه مورد بازرسی قرار میگیرند و مقررات محصولات ارگانیک به کشاورزان موجب میشود تا کشاورزان از هر نوع آفت کشی استفاده نکنند یا دامداران باید به جهت کنترل میزان هورمون رشد حیوانات از خوراک دام با گواهی ارگانیک استفاده کنند. با این حال، محصولی که ادعای ارگانیک بودن میکند، ممکن است تنها 70% ارگانیک باشد.
محصولات تراریخته
همانطور که در اول ذکر کردیم GMO یا (Genetically Modified Organism) بهطور ساده بهمعنای ارگانیسمهایی است که از نظر ژنتیکی شامل تغییراتی شدهاند. با این حال هیچ تعریف واحدی برای GMOها وجود ندارد؛ تعریفی که شامل همه اشکال و جنبههای آن باشد. البته چندین تعریف توسط اتحادیهها و سازمانهای علمی پیشنهاد شده است اما به دلیل اینکه زمینههای گسترده و متنوعی در زیر مجموعه GMO قرار میگیرد، هیچ تعریف واحد و کاملی را نمیتوان پیدا کرد. لاز به ذکر است که از زمان انتشار اولین محصولات تراریخته در سال 1994، بیش از 70 کشور تا به امروز محصولات تراریخته را برای کشت یا واردات پذیرفته اند.
تراریخته خوب یا بد؟
هرگونه پیشرفت علمی یا فناوری جدید نیازمند نظارت است، نظارتی که عوارض جانبی، اختلالها، پیامدها و سلامت بشر را در نظر بگیرد. اصلاح ژنتیک هم استثنا نبوده و با مشکلاتی چون مسائل و دیدگاههای اخلاقی، مذهبی و زیست محیطی روبهرو شده است. طبیعی است که وجود بحث و جدل در مورد غذاهای تراریخته و GMO، باعث نگرانی مردم شده و نیازمند افزایش اطلاعات عموم در این زمینه میباشد.
یکی از اصلیترین سوالاتی که جامعه انسانی را درگیر کردهاست؛ مفید یا مضربودن این محصولات است. علیرغم موفقیت محصولات تراریخته در بهبود بهرهوری کشاورزی و پرداختن به چندین چالش دیگر، توسعه دهندگان و شرکتهای کشاورزی به دلیل تأثیر احتمالی آنها بر محیط زیست و سلامت انسان، برای پذیرش عمومی بهتر و تجاری سازی جهانی آنها در تلاش هستند. اکثر محصولات تراریخته حاوی ژنهایی از گونههای غیرمرتبط هستند که از طریق آگروباکتریوم برای بهبود محصولات در برابر حشرات یا مقاومت در برابر علف کشها منتقل شدهاند. این محصولات میتوانند با ترشح سموم در خاک ، آنها را وادار به مقاومت در برابر آفات کنند، بنابراین میتوانند اثرات نامطلوب زیست محیطی را به همراه داشته باشند. محصولات تراریخته که دارای ژنهای باکتریایی یا حشرات هستند، نگرانیهایی مانند واکنشهای آلرژیک را که در کشورهای مختلف در انسان گزارش شده است، ایجاد کردهاند. توجه به این نکته حائز اهمیت است در حالی که گزارشهایی از واکنشهای آلرژیک و ملاحظات بهداشتی وجود داشته است، شواهد علمی وجود ندارد که این نگرانیها را مستقیماً با مصرف محصولات تراریخته مرتبط کند. مطالعات علمی این ادعاها را در مورد محصولات تراریخته تایید نکردهاند و آژانسهای نظارتی مانند FDA (سازمان غذا و دارو)، EFSA (مرجع ایمنی غذای اروپا) و WHO (سازمان بهداشت جهانی)، ارزیابیهای نظارتی و ایمنی گستردهای را در مورد محصولات تراریخته قبل از تایید آنها برای استفاده تجاری انجام میدهند. بنابراین، محصولات تراریخته تایید شده توسط این سازمانهای نظارتی برای استفاده تجاری، در حوزه مصرف انسان، ایمن در نظر گرفته میشوند.
کریسپر (CRISPR-Cas9) چیست؟
کریسپر نوعی تکنولوژی جدید ویرایش ژنتیکی است که میتواند به پیشرفت ژن درمانی کمکهای زیادی بکند. تاکنون ژن درمانی عمدتاً از طریق تکنیک انتقال ژن (gene transfer) انجام شده است؛ به این صورت که یک ویروس بیگزند، نسخهی سالمی از یک ژن را به سلول منتقل میکند تا جای ژن معیوب را که بیماری ایجاد کرده، بگیرد. اما در روش کریسپر، دانشمندان میتوانند مستقیماً ژن معیوب را اصلاح کنند. آنها DNA معیوب را جدا کرده و به جای آن یک DNA سالم میگذارند. در نگاه اول این روش با حذف کردن مشکل خطرات ناشی از اضافه کردن یک ژن خارجی خود را بهتر جلوه میدهد.
در میان ابزارهای مختلف ویرایش ژن، CRISPR-Cas9 به دلیل طراحی ساده، مصرف زمان کمتر، مقرون به صرفه بودن، تکرارپذیری خوب، راندمان بالا، هدفگیری دقیق و کاربردهای متنوع، به سرعت در برنامههای بهبود محصول محبوبیت پیدا کرده است. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده، CRISPR-Cas9 به سادگی DSB ها (شکستهای دو رشتهای) را در محل هدف در ژنوم جایگذاری میکند. DSBها در ژنوم باعث تحریک سیستمهای ترمیم DNA طبیعی مانند اتصال انتهایی غیر همولوگ (NHEJ) یا تعمیر همسانشناختی (HRD) در سلول میشوند و در نتیجه، این سیستمها باعث ایجاد جهشهای کوچک (indels) یا درج دقیق در محل هدف در ژنوم میزبان میشوند. در حالی که CRISPR-Cas9 به طور گسترده در ویرایش ژن گیاهی با کارایی و دقت قابل توجه استفاده شده است، بسیاری از سیستمهای CRISPR-Cas دیگر نیز در دسترس هستند که هر کدام دارای خواص و کاربردهای منحصر به فرد خود هستند. این سیستمهای جایگزین CRISPR-Cas مزایا و قابلیتهای متفاوتی را ارائه میکنند که میتوانند برای اهداف و کاربردهای خاص مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، CRISPR-Cas12a و CRISPR-Cas14 تا CasX و CasY جدیدترین اعضای خانواده CRISPER-Cas هستند. در حالی که Cas9 و Cas12 و Cas14 به طور خاص برای ویرایش DNA استفاده شدهاند، CRISPR-Cas13 یک سیستم ویرایش RNA است.
جمع بندی
همانطور که در بخشهای بالایی گفته شد در مورد محصولات تراریخته اطلاعات و دیدگاههای متضاد در مورد جنبههای ایمنی به دلیل نگرانیهای ورود قطعات DNA خارجی، و … همچنان پابرجاست. بنابراین، نیاز به استفاده از روشهای ویرایش ژنوم پیشرفته جهت بهبود کیفیت و عملکرد موثر گیاهان زراعی به موازات رفع شک و تردیدهای ایمنی زیستی، نگرانی زیست محیطی و مقبولیت جوامع بشری بیش از پیش احساس میشود.
از طرفی، فناوری CRISPR-Cas9 قادر به ایجاد جهش و حذف هدفمند در ژنهای غیرقابل دسترس با قابلیت وراثت و پایداری بالا، بدون انتقال ژن خارجی است. همچنین تشخیص DNA ویرایش شده به این روش تقریباً غیرممکن بوده و این تغییرات از جهشهای طبیعی قابل تشخیص نیستند.
به طور خلاصه، استفاده از فناوریهای مهندسی ژنتیک سازگار با محیط زیست برای افزایش بازدهی تولید و تأمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان، به ویژه کشورهای در حال توسعه از اهمیت فراوانی برخوردار است. از طرفی، تکنیکهای ویرایش ژنوم تنها به انتخاب طبیعی سرعت میبخشد، رویکردی که قرنهاست برای بهبود کیفیت محصولات انجام میگیرد. همچنین، آموزش مصرف کننده کلید پذیرش کامل این فناوری است. فناوری ویرایش ژنوم این اطمینان را به مصرفکننده میدهد که این محصولات ایمن و بهبودیافته هستند.