التكنولوجيا الحيوية: المفهوم

التكنولوجيا الحيوية هي تكامل بين علم الأحياء والتكنولوجيا. وهي تهتم باستغلال المكونات البيولوجية لإنتاج مواد ذات فائدة بشرية على نطاق واسع من خلال التلاعب بتركيبها الجيني.

لقد عرّف الاتحاد الأوروبي للتكنولوجيا الحيوية (EFB) التكنولوجيا بأنها "الاستخدام المتكامل للكيمياء الحيوية، وعلم الأحياء الدقيقة، وبيولوجيا الخلية، والعلوم الهندسية لتحقيق التطبيق التكنولوجي لقدرات خلايا الكائنات الحية الدقيقة وأجزائها".

الهندسة الوراثية 

الهندسة الوراثية هي عملية التلاعب بجينوم الخلية الحية لأغراض صناعية أو طبية. أحيانًا نشير إلى الهندسة الوراثية باسم "تقنية الحمض النووي المؤتلف". الهندسة الوراثية هي التقنية التي تتضمن تحديد الجينات محل الاهتمام وعزلها وتحويلها في الخلية المضيفة بمساعدة ناقل مناسب لتكوين الحمض النووي المستنسخ.

تاريخ التكنولوجيا الحيوية 

صاغ كارل إريكي، وهو مهندس مجري، مصطلح التكنولوجيا الحيوية في عام 1917 لوصف الإنتاج واسع النطاق لبنجر السكر كغذاء للخنازير. تطورت التكنولوجيا الحيوية على مرحلتين:

1. التكنولوجيا الحيوية التقليدية

إنها تقنية حيوية قديمة طورها أسلافنا لصنع اللبن الرائب والخبز والنبيذ والبيرة والخل. وهي عمليات تتم بوساطة دقيقة وتستخدم أيضًا في كل منزل وأيضًا على المستوى الصناعي.

تستفيد التكنولوجيا الحيوية التقليدية من القدرة الطبيعية للكائنات الحية الدقيقة على القيام بما تقوم به. إنها تشكل سوقًا عالميًا ضخمًا ومتناميًا ينمو في جميع أنحاء العالم.

2. التكنولوجيا الحيوية الحديثة

تم إنشاء التكنولوجيا الحيوية الحديثة كفرع مستقل في عام 1973. وهو يشمل العديد من المجالات متعددة التخصصات مثل علم الأحياء، والفيزياء، والكيمياء، والرياضيات، والإحصاء، وعلوم الكمبيوتر، والهندسة، والإدارة، والقانون. ويرتبط باستخدام الكائنات المعدلة وراثيا (GMOs) التي يتم إنتاجها عن طريق عزل ونقل أجزاء الحمض النووي المطلوبة إلى مضيف محدد.

• 1953: اكتشف جي دي واتسون وإف إتش سي كريك "نموذج الحمض النووي المزدوج".
• 1961: أعطى جاكوب وموناد نموذج الأوبرا
• 1975: جاء كوهلر التهجين السيتوبلازمي.
• 2000: تم تطوير الأغنام المستنسخة "دوللي"، وهي أول كائن معدل وراثيًا.
• 2010: نجح بائع كريج في عرض "الجينوم المنسوخ".

اختراق في الهندسة الوراثية

قام مركز أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في سنغافورة بتطوير تقنية تحقق اختراقات في الهندسة الوراثية ويمكنها تصنيع المواد الكيميائية المستخدمة في الزراعة الحضرية. ستؤدي هذه التقنية الجديدة إلى طرق هندسة DNA أرخص وأكثر دقة ومتوافقة. يتم استخدام تقنية الجوانين/الثايمين (GT) للتجميع لإعادة استخدام المواد الوراثية. تُستخدم هذه التقنية لتحديد أجزاء الحمض النووي بدقة تصل إلى 90%.

نطاق الهندسة الوراثية

تستخدم الهندسة الوراثية التكنولوجيا لتغيير جينوم الكائن الحي للاستخدام الطبي أو الصناعي. يُعرف الكائن الحي الناتج عن الهندسة الوراثية بالكائنات المعدلة وراثيًا.

• وفي المجال الطبي، تم استخدام العلاج الجيني أيضًا لعلاج السرطان والأمراض الوراثية واضطرابات المناعة الذاتية. كما أنه يساعد في إنتاج الأنسولين، والإنترفيرون، والأجسام المضادة وحيدة النسيلة، واللقاحات، وهرمونات النمو البشري، والعديد من الأدوية الأخرى.
• وفي صناعة المواد الغذائية، يساعد في إنتاج مجموعة واسعة من الخبز والنبيذ باستخدام عملية التخمير
• أدت الهندسة الوراثية في الزراعة إلى تسريع عملية تربية النباتات وتعزيز إنتاج المحاصيل. وقد تم من خلالها إنتاج العديد من مبيدات الأعشاب والمحاصيل المقاومة للمبيدات الحشرية.
• تعمل الهندسة الوراثية على تطوير تكنولوجيا تحرير الجينات لتعديل الجينوم وتغيير المادة الوراثية للكائنات الحية لإنتاج كائنات معدلة وراثيا.
• إنشاء بكتيريا معدلة وراثيا صديقة للبيئة للتخلص من استخدام المبيدات الحشرية المسببة للتلوث. خلق الفطريات عن طريق الهندسة الوراثية.
• المكافحة الحيوية لأمراض النبات واستخدام البكتيريا والأميبا كآفات حشرية.

الخلاصة

لقد تم بالفعل تسويق العديد من جهود البحث والتطوير في مجال الهندسة الوراثية. علاوة على ذلك، أصبح القطاع الخاص أيضًا أكثر انخراطًا في أبحاث التكنولوجيا الحيوية الآن. قامت بعض الشركات بتطوير التكنولوجيا الحيوية، في حين أنشأت شركات أخرى أجنحة تكنولوجية لنفس الغرض.