ابزار‌های خیلی کوچکی پیشرفت‌های بزرگ بشر را رقم می‌زد

به گزارش مجله خبری نگار، یادم هست که یک روز در اردوی علمی مدرسه موظف بودم تا کودکان دبستانی را با مهم‌ترین مولکول زیستی آشنا کنم. از آن‌ها پرسیدم DNA (دی‌ان‌ای) چیست؟ و هرکدام تعریف منحصر به فردی درباره این مولکول ارائه دادند. آن روز همراه هم دی‌ان‌ای گندم را استخراج کردیم و به‌خاطر دارم وقتی برای اولین بار توده سفید رنگ وسط لوله آزمایش را دیدند، چشمانشان درخشید و عامل اصلی وراثت را کشف کردند. مولکولی در ابعاد (۲٫۲ در ۰٫۳۳ نانومتر) که به‌طور گسترده و پیچیده‌تر اهمیتش را در سال‌های بعد زندگی‌شان خواهند فهمید.

به عنوان یک بیوتکنولوژیست همیشه مشتاق بودم تا وابستگی زندگی بشر به رشته تحصیلی‌ام را درکلمات بگنجانم نه به شکلی که در همایش، کنگره‌ها و واحد‌های دانشگاه آموختم بلکه به شکلی ساده، ملموس و آمیخته با روزمره‌هایمان مثل سوال پرتکراری که افراد عادی بدون این که تعریف درستی از رشته بیوتکنولوژی داشته باشند، از پژوهشگران این حوزه درباره واکسن کرونا می‌پرسیدند. این علم که معادل فارسی آن «زیست‌فناوری» است، در بیشتر ابعاد زندگی ما عرض اندام می‌کند.

وقتی از کشف دارو و نانوذرات برای درمان بیماری‌ها می‌گوییم یا از فناوری تغییر رنگ چشم و جلوگیری از بروز بیماری با دستکاری ژن جنین، بالا بردن ارزش موادغذایی و هزاران امر ناممکن دیگر حرف می‌زنیم در حال معرفی مباحث پراهمیت زیست فناوری هستیم. به مناسبت ۲۷ آذر یعنی روز ملی بیوتکنولوژی به معرفی این رشته و گفتگو با ۲ دانشجوی فعال در این حوزه پرداختیم. با ما همراه باشید.

ترکیبی از شیمی، پزشکی، کشاورزی و دیگران!

تعریف بیوتکنولوژی چیست و با چه علومی همپوشانی دارد؟

کلمه بیوتکنولوژی از دو کلمه زنده و زندگی یا سامانه زنده و تکنولوژی به معنای یک روش علمی به منظور دستیابی به یک هدف علمی شکل گرفته است. زیست فناوری یک دانش بین رشته‌ای است و می‌تواند با علومی مانند مهندسی شیمی، پزشکی، کشاورزی، میکروبیولوژی، نانوتکنولوژی و ... همپوشانی داشته باشد. این رشته در مقطع کارشناسی ارشد ۶ گرایش با عنوان‌های میکروبی، محیطی و دریایی، مولکولی، پزشکی، فراورش زیستی و کشاورزی (گیاهی) دارد.

کاربرد‌های بیوتکنولوژی

از کشاورزی تا ژن‌درمانی و ساخت واکسن

افزایش بی رویه جمعیت و هشت میلیاردی شدن کره زمین افزایش تقاضای مواد غذایی را در پی داشته به گونه‌ای که استفاده از روش‌های سنتی برای تولید غذا جوابگوی جمعیت در حال رشد نیست. این جاست که دست یاری دهنده زیست فناوری یا همان بیوتکنولوژی به سمت جوامع دراز می‌شود. این علم با افزایش مقاومت گیاهان نسبت به تنش‌ها، آفات و بیماری‌ها، تولید گیاهان با ارزش‌های غذایی بالا و با طعم بهتر (شایان ذکر است تا امروز هیچ گزارشی مبنی بر خطرات و تاثیرات این دست ورزی‌ها گزارش نشده است)، افزایش رشد جانوران خوراک انسان (ماهی، دام و ...)، تولید دام‌های تراریخته که شامل ویژگی‌های خاص مانند تولید شیر زیاد یا گوشت کم‌چربی است دستیابی به منابع را تسهیل می‌کند.

در دیگر گرایش‌های این رشته از عوامل بیولوژیک (میکروارگانیسم‌ها، یاخته‌های گیاهی و جانوری و آنزیم‌ها و...) برای تولید کالا و خدمات در کشاورزی، صنایع‌غذایی، دارویی، پزشکی و دیگر صنایع بهره می‌بریم. شبیه‌سازی موجودات از طریق کشت بافت سلولی هم از دیگر جلوه‌های این رشته به حساب می‌آید. برای اولین بار زیست‌شناس سلولی «جورج اوتو گی» دریافت که سلول‌های دهانه رحم می‌توانند خارج از بدن در محیط کشت زنده بمانند. او یک سلول را جدا کرد و با چند برابر کردن آن یک رده سلولی را بنا گذاشت.

«نریتا لکز» که سلول‌های سرطانی فوق از دهانه رحم او در ۸ فوریه ۱۹۵۱ مشتق شده بود در نهایت به علت سرطان در تاریخ ۴ اکتبر ۱۹۵۱ درگذشت. با پیشرفت این علم دستاورد‌های جدیدی در این حوزه از طریق انتقال هسته یک سلول بالغ از غضروف گوش گوسفند به درون تخمک بدون هسته گوسفند دیگری به دست آمدکه به تولد گوسفند شبیه‌سازی منجر شد. همچنین این علم با هدف همانند سازی اندام‌هایی مانند گوش هم پیشرو بوده است. کاربرد زیست فناوری در زمینه علوم پزشکی و دارویی، امکان تشخیص مولکولی مکانیسم‌های بیماری‌زایی، امکان تشخیص پیش از تولد بیماری‌ها و پس از آن، ژن درمانی و از بین بردن برخورد معلولی با بیمار و بیماری، تولید دارو‌ها و واکسن‌های نوترکیب و جدید، ساخت کیت‌های تشخیصی، ایجاد میکروارگانیسم‌های دستکاری شده برای کاربرد‌های خاص، تولید پادتن‌ها و ... را فراهم می‌آورد.

این علم در بیش از ۱۵ صنعت کاربرد اساسی دارد

۲ دانشجوی کارشناسی‌ارشد و فعال در حوزه پژوهش‌های بیوتکنولوژی از این علم، نحوه ورود به آن، درآمدهایش و ... می‌گویند

«سینا حاجی آقاجان‌پور هستم، دانشجوی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی پزشکی علوم‌پزشکی مشهد و عضو مرکز رشد فناوری سلامت این دانشگاه». او درباره دلایل انتخاب این رشته برای ادامه تحصیل می‌گوید: «ارتباط میان رشته‌ای گسترده با علومی از جمله داروسازی، بالینی، ژنتیک، شیمی، میکروبیولوژی، کامپیوتر و ...، تمرکز این رشته پرکاربرد و محصول و همچنین تنوع زمینه‌های تحقیقاتی و توجه روزافزون صنایع دنیا به زمینه بیوتکنولوژی از دلایل بنده برای انتخاب این رشته است». «علی‌اکبر زیروحی هستم، دانشجوی کارشناسی‌ارشد بیوتکنولوژی پزشکی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند و عضو مرکز رشد فناوری سلامت دانشگاه علوم پزشکی مشهد».

او هم درباره دلایلش برای انتخاب این رشته می‌گوید: «بیوتکنولوژی یعنی استفاده از فرایند‌های سلولی و مولکول‌های زیستی برای حل مشکلات یا ایجاد محصولات سودمند که دامنه وسیعی از علوم را شامل می‌شود. گستردگی کاربرد زیست فناوری به حدی است که اقتصاد، بهداشت، درمان، محیط‌زیست، کشاورزی، صنعت تغذیه و دیگر جنبه‌های زندگی بشر را تحت تأثیر شگرف خود قرار داده است. به همین دلیل زیست فناوری یکی از محور‌های اساسی توسعه در بسیاری از کشور‌ها قلمداد می‌شود. این نشان دهنده اهمیت و جایگاه این علم بوده و در آینده این نقش پررنگ‌تر خواهد شد».

تاریخچه بیوتکنولوژی، ۴ هزار سال پیش از میلاد

از زیروحی می‌پرسم که دیدگاه اطرافیان (تفکر غالب) درباره رشته بیوتکنولوژی چیست، با توجه به این که بیشتر افراد زیست فناوری را دستکاری ژنتیکی تلقی می‌کنند و راجع به مفاهیمی مثل تراریخته گارد دارند، می‌گوید: «در دوران پسا کرونا به دلیل پیشرفت‌های چشمگیر این حوزه در ساخت و توسعه خدمات درمانی مربوط به کووید ۱۹، مردم بیشتر با این علم آشنا شدند و تصور این که بیوتکنولوژی مساوی با تراریخته باشد کم رنگ‌تر شده است. این علم راهکار‌های بسیار موثری برای درمان یکی از مرگبارترین بیماری‌های جهان که سرطان نام دارد پیشنهاد می‌کند که اهمیت آن را نشان می‌دهد. این را هم باید بدانیم که بیوتکنولوژی چهار هزار سال پیش از میلاد، در زندگی انسان‌ها کاربرد داشته و در کشاورزی و دامپروری برای دستیابی به محصول بهتر و بیشتر با روش‌های سنتی به کار گرفته می‌شده و اکنون در بیش از ۱۵ صنعت مختلف کابرد اساسی دارد.»

بیوتکنولوژی کشورمان را از اقتصاد نفتی نجات می‌دهد

این پژوهشگر حوزه بیوتکنولوژی درباره پیشرفت‌های این علم در کشورمان می‌گوید: «در کشور عزیزمان ایران زیست فناوری به عنوان یکی از حوزه‌های اقتدارآفرین برای کشور لحاظ شده و توسعه آن مورد توجه قرار گرفته است که شاهد این مهم در دهه اخیر بوده‌ایم. به نظر بنده این رشته بسیار فرصت‌های چشمگیری دارد که اقتصاد ما را از نفتی‌بودن نجات می‌دهد. کشف این فرصت‌ها و استفاده درست از این‌ها مستلزم ارتباط اصولی صنعت و دانشگاه در این حوزه است که باعث هموارتر شدن مسیر پیشرفت و اعتلای اکوسیستم بیوتکنولوژی خواهد شد».

جدیدترین دستاورد این علم یک روش درمان سرطان است

«آقاجان‌پور» درباره جالب‌ترین کاربرد (محصول) مرتبط با این رشته و موضوعات جالب مرتبط با آن مثل جدیدترین یافته‌ها و ... می‌گوید: «از جمله جالب‌ترین و جدیدترین کاربرد‌های این رشته می‌توان به درمان به وسیله سلول‌های بنیادی، حسگر‌های زیستی مبتنی بر آپتامر‌ها در تشخیص بیماری‌های صعب العلاج مثل سرطان، درمان و تشخیص بیماری‌ها با استفاده از میکروبیوتای بدن و همچنین به عنوان جدیدترین دستاورد ایران در این علم به کار-تی سل تراپی (CAR-T cell therapy) اشاره کرد.

سیستم ایمنی بدن با ردیابی تمام موادی که به طور معمول در بدن شما وجود دارد کار می‌کند. هر ماده جدیدی که سیستم ایمنی بدن تشخیص ندهد، زنگ خطری را ایجاد می‌کند و باعث می‌شود سیستم ایمنی بدن به آن حمله کند. برای به دست آوردن سلول‌های ایمنی این دستاورد روشی است که با تغییر آن‌ها در آزمایشگاه بتوانند سلول‌های سرطانی را پیدا کنند و از بین ببرند. گاهی اوقات از کارتی سل تراپی به عنوان نوعی ژن درمانی مبتنی بر سلول‌ها هم یاد می‌شود، زیرا شامل تغییر ژن‌های داخل سلول‌های T برای کمک به آن‌ها در حمله به سرطان است. این یکی از جدیدترین روش‌های درمان سرطان به شمار می‌رود».

بیوتکنولوژی امنیت سلامت کشور‌ها در زمان کرونا را تضمین کرد

از زیروحی می‌پرسم که این علم (رشته) در تولید واکسن کرونا تا چه حد تاثیرگذار بوده که می‌گوید: «قطعا امنیت سلامت این روز‌های جامعه را مدیون شهدای سلامت و تمام افراد موثر در کنترل پاندمی کووید ۱۹ هستیم. فراموش نمی‌کنم که استادان ارجمند و جوانان نخبه همین آب و خاک ماه‌ها در آزمایشگاه‌ها تلاش کردند که روش‌های تشخیصی و درمانی کرونا مثل تولید پنج میلیون کیت تشخیصی سریع کرونا در ماه، واکسن و محصولات دارویی را توسعه دهند. هفت شرکت دانش بنیان در ساخت چهار نوع واکسن کرونا در کشور حضور داشته‌اند که مورد حمایت ستاد توسعه زیست فناوری بوده‌اند. زیست فناوری به استراتژیک‌ترین فناوری کنونی دنیا تبدیل شده است. بعد از شیوع ویروس کرونا، جهان متوجه شد که مرز‌های امنیت از زمین و آسمان فراتر است و مفهوم امنیت سلامت جایگاه اصلی خودش را پیدا کرده است. کشوری که نتواند امنیت سلامت خودش را تضمین کند قطعا یک کشور بی‌دفاع خواهد بود. توانمندی یک کشور و ملت در حوزه بیوتکنولوژی قطعا می‌تواند امنیت سلامت یک کشور را تا حد زیادی تضمین کند».

در صورت حمایت، این علم به شدت درآمدزاست

«آقاجان‌پور» دانشجوی ارشد این رشته درباره درآمد‌های این علم و این که آیا شرایط اقتصادی برای یک بیوتکنولوژیست هموار خواهد بود، می‌گوید: «با توجه به گستردگی و کاربرد این علم و لزوم آزمایش در سطوح مختلف برای تایید یک محصول یا تایید امکان‌پذیری یک ایده، تحقیقات در این زمینه مستلزم صرف هزینه‌های زیادی خواهد شد، اما در صورت حمایت از این طرح‌ها و وجود یک هدف مشخص و رسیدن به محصول، آورده مالی فراوانی خواهد داشت که بسیار بیشتر از هزینه‌های صرف شده است». او درباره این که افراد متقاضی تحصیل در این رشته در چه مراکزی مشغول به کار می‌شوند، ادامه می‌دهد: «با توجه به هر گرایش بیوتکنولوژی متفاوت است، اما برای مثال بیوتکنولوژی پزشکی در قسمت‌های مختلف شرکت‌های دارویی از جمله واحد‌های تحقیق و توسعه، کنترل کیفیت، تولید و بسته بندی محصولات زیستی مانند دارو‌های نوترکیب و ...، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و طبی، مراکز پژوهشی و صنایع وابسته و حتی در بخش دفاعی و پدافندی در رشته بیوتروریسم هم فرصت کار وجود دارد».

این علم به سمت پزشکی‌شخصی در حرکت است

به این پژوهشگر می‌گویم که طبق آخرین اطلاعات این علم هر لحظه درحال پیشرفت است، از جدیدترین دستاورد‌های این رشته بگویید؟ «آقاجان‌پور» پاسخ می‌دهد: «این علم هم اکنون به سمت پزشکی شخصی در حرکت است بدین معنا که فرد باتوجه به توالی ژنتیکی خود می‌تواند استعداد بروز چه بیماری‌هایی را داشته باشد و چه دارو‌هایی بر وی اثربخش خواهد بود. دیگر زمینه‌های تحقیقاتی مثل واکسن سرطان و ایدز، ایجاد روش‌های کمتر تهاجمی برای تشخیص سرطان، ژن درمانی با استفاده از تکنیک‌هایی مثل کریسپر که باعث اصلاح ژن‌ها می‌شود و همچنین پیش‌بینی ساختار مولکول‌های زیستی مثل پروتئین‌ها امروزه از جذابیت ویژه‌ای برای محققان این علم برخوردار است و تحقیقات زیادی درباره آن‌ها توسط بیوتکنولوژیست‌ها، آغاز شده است».

منبع: خراسان