الهندسة الوراثية 4

Admin المساهمات : 2600 تاريخ التسجيل : 24/04/2008

تم الاستفادة من بعض خواص الميكروبات في صناعة الطعام و التغليف و الـ brewing . ومع وصول السلاسل الوراثية الكاملة لهذه الميكروبات فإن التطبيقات ستصبح أكثر قوة و تعقيداً نظراً لأنه أصبح بالإمكان البحث عن الخواص التي يمكن الاستفادة منها في هذه الميكروبات بشكل لم يكن ممكنا من قبل . من أجل هذا قامت إدارة الطاقة الأمريكية (DOE) بإنشاء مشروع خاص بجينوم الميكروبات عام 1994م يدعى (Microbial Genome Program (MGP))من أجل البحث في خواص الميكروبات ذات العلاقة بإنتاج الطاقة و تنظيف البيئة من بعض المخلفات الصناعية .
إن الحصول على المعلومات الكاملة التي تحتويها هذه الميكروبات يمكن العلماء من دراسة هذه الميكروبات على أدق المستويات و يمكنهم من عزل الجينات التي تمكن بعض هذه الميكروبات من العيش في ظروف لا يمكن لأي كائن آخر العيش فيها.

التخلـــــص من النفايــــــــات :
هناك نوع من الميكروبات يدعى (Deinococcus radiodurans) والذي يعرف بأنه أكثر الميكروبات قدرة على العيش في أشد الظروف المناخية و المعيشية القاسية التي لا يمكن لأي كائن آخر العيش بها ، إذا يمكن لهذا النوع العيش في المناطق الإشعاعية بشكل طبيعي.
يبقى العلماء مهتمين بالبحث في الخواص المذهلة لهذا الميكروب والتي تمكن المجتمعات المتضررة من آثار المواد الإشعاعية من التخلص منها بمساعدة هذا الميكروب بصورة أو بأخرى.
وقد تمكن العلماء في معهد الطاقة الأمريكي من الحصول على السلسلة الوراثية لميكروب

(C. crescentus) والذي يعالج المياه ويساعد في تكريرها.

تغيير الجو :
المستويات المتزايدة لثاني أكسيد الكربون في الجو الناتج عن الثورة الصناعية يؤدي للاحتباس الحراري على سطح الكرة الأرضية و ما يتبع ذلك من تأثيرات مدمرة .
عمد فريق العمل في معهد الطاقة الأمريكي أيضاً إلى إطلاق مشروع يهدف إلى خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون عن طريق مكاثرة بعض أنواع الميكروبات التي لها القدرة على التخلص من ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات لا تضر بالجو . (للإطلاع على المزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع الرجاء مراجعة الرابط التالي (microbes and climate change). مصادر الطاقة البديلة :
يقوم العلماء بدراسة السلسلة الوراثية لميكروب (Chlorobium tepidum) والذي يملك قدرة غير عادية لإنتاج الطاقة من الضوء.

التقنيــــــــة الحيويــــــــة :

* الأركاي الذي يسمى (archaeon Archaeoglobus fulgidus) و بكتيريا (Thermotoga maritima) لديها القدرة على العيش في درجات حرارة تزيد عن درجة غليان الماء ، و هذه الميكروبات تمثل تجارة رابحة على مستوى المراكز البحثية الحكومية و الشركات الخاصة التي تستخلص منها إنزيمات مهمة للغاية في التفاعلات التي يتم استخدامها في الهندسة الوراثية.
* بكتيريا ( Corynebacterium glutamicum) هي الأخرى محط اهتمام القطاع الصناعي بشكل جدي لقدرتها على إنتاج مادة الحمض ألأميني (lysine) بتراكيز عالية ، وتكمن أهمية هذا الحمض لأهمية في التغذية الحيوانية ، وهو من أهم الأحماض الأمينية في هذا الشأن ويمكن استخدامه كبديل لفول الصويا أو وجبات البروتين المستخرجة من اللحم و العظام .
* ميكروب ( Xanthomonas campestris pv.) تستخدم في إنتاج مادة تسمى (exopolysaccharide xanthan gum) والتي تستخدم في القطاع الصناعي كمادة مثبتة.
* بكتيريا ( Lactococcus lactis) من أهم الميكروبات التي تحمل جدوى اقتصادية ضخمة . هذه البكتيريا هي حجر الأساس في صناعة الحليب ومنتجاته من الجبن وغيرها ، كما أنها تستخدم في صناعة بعض أنواع الخبز.
ويتوقع العلماء فرص استثمارية مؤكدة عند دراسة السلاسل الوراثية لهذا الميكروب بطريقة تمكن قطاع صناعة الأغذية من الاستفادة منها بصورة أفضل كما أن قطاع صناعة الأدوية الذي قد يستفيد من هذه البكتيريا كأداة ناقلة لتوصيل بعض الأدوية إلى أماكن معينة في الجسم. مقاومة المضادات الحيوية :
لا زال العلماء يفحصون السلسلة الوراثية لبكتيريا (Enterococcus faecalis) والتي تشكل نسبة من العدوى في المستشفيات .
وخلال بحثهم عن سبب تحول هذه البكتيريا من نوع يعيش بسلام في أمعاء الإنسان إلى نوع يسبب عدوى مرضية شديدة ، وجد العلماء منطقة في السلسلة الوراثية تمكن البكتريا من قادرة على مقاومة العديد من المضادات الحيوية و التي تغير من التركيبة الوراثية لهذه البكتريا مما يجعله متعددة الأشكال بحيث يستعصى على المضادات الحيوية قتلها وسمى العلماء هذه المنطقة مجازاً بـ الجزيرة الممرضة (pathogenicity island).
هذا الاكتشاف و غيره من الاكتشافات المماثلة تمكن العلماء مع مرور الوقت من اكتشاف طرق جديدة لمقاومة البكتريا بشكل عام والتي تمثل تهديداً خطيراً للصحة بسبب انتشار أنواع جديدة منها لا يمكن للمضادات الحيوية المستخدمة حاليا قتلتها .

حقيقة الأسلحة البيولوجية :
تمكن العلماء حديثا من تصنيع فيروس شلل الأطفال في المختبر بشكل كامل بطرق تقنية محضة ، فقط قاموا باستخدام المعلومات الحيوية المتوفرة عن طريق الإنترنت وبعض المواد الكيمائية التي يمكن الحصول عليها عن طريق البريد العادي .
تم دعم هذا البحث عن طريق إدارة الدفاع الأمريكية كجزء من برنامج الاستجابة المبكرة لخطر الأسلحة البيولوجية لتثبت للعالم مدى الواقعية التي يمكن بها إنتاج أسلحة بيولوجية و قد خلص البحث إلى دعوة بقية المؤسسات الدفاعية إلى الحذر من التراخي حيال موضوع الأسلحة البيولوجية .

دراسات تطور الكائنات الحية :
رغم التعارض الواضح بين ما نص عليه الكتاب و السنة النبوية المطهرة وما يتم حول تراكم الأدلة بشكل أو بآخر حول العلاقة الواضحة بين المخلوقات الحية والتي تؤدي في النهاية إلى ظهور أصول مشتركة بين كل من الأقسام الثلاث الأساسية للكائنات الحية وهي

(eukaryota, bacteria and archaea) فإن استخدام الحاسب الآلي وبعض البرامج التي تقارن بين السلاسل الوراثية للكائنات الحية توضح التشابه في السلاسل الوراثية للكائنات الحية.

التطبيقات الزراعية :

كان للسلاسل الوراثية المستخرجة من النباتات و الحيوانات تأثيراً إيجابياً مذهلاً .
إن استخدام برامج المعلومات الحيوية على الحاسب الآلي تجعل بالإمكان معرفة وظائف الجينات الهامة والتي تؤدي إلى إنتاج النباتات مثل الذرة والخضروات مقاومة للأمراض و الحشرات ، وتحسن من الكم والنوع لها مما ينعكس بشكل إيجابي على الإنتاج العام الزراعي و الحيواني للمجتمعات بشكل عام.
مقاومة الحشرات :
هنالك جينات (Bacillus thuringiensis) لها القدرة على مقاومة العديد من الحشرات الضارة ، وتم نقل الجينات المقاومة إلى عدد من النباتات التي أصبحت مقاومة للحشرات مثل القطن و الذرة. إن إضفاء القدرة المقاومة للحشرات على هذه النباتات له فوائد عظيمة ليس أقلها استخدام كميات أقل من المبيدات الحشرية السامة التي تضر بالإنسان.
نجح العلماء مؤخراً في الحصول نقل بعض الجينات للأرز والتي تزيد من مستويات فيتامين ( أ) و مادة الحديد وغيرها من المواد الهامة للجسم ، مما يعد بتقليص عدد الحالات المصابة بفقر الدم أو العمى الناتجة عن نقص هذه المواد الحيوية داخل الغذاء.

دراسات المقارنة :
إن استخدام طريقة المقارنة بين السلاسل الوراثية لمختلف الكائنات الحية طريقة مفيدة للغاية للتعرف على الوظائف المحتملة للجينات الجديدة ، فمثلاً عند اكتشاف التسلسل الوراثي لجين جديد ، يمكن وضع السلسلة داخل أحد برامج المعلومات الحيوية ، ومن ثم مقارنتها بالسلاسل الأخرى الموجودة في الكائنات الحية والتي ستعطي نتائج بمدى التشابه في السلاسل ووظائفها المحتملة ، مما يسهل مهمة البحث العلمي و يدعمه بطرق في غاية القوة و السهولة في نفس الوقت.
السلاسل الوراثية في للفأر تتشابه بنسبة 98% مع تلك التي في الإنسان. وقد استخدمت الفئران لفترات طويلة في دراسة وظائف الجينات و البروتينات والأمراض والتي تمثل نموذجا يمكن تطبيقه بشكل تقريبي على الإنسان.