رسالت پژوهشکده : تلاش جهت ساماندهی پژوهش های زیست فن آوری پزشکی در راستای اولویت کشور
  • چهارشنبه ۲۸ شهریور ۱۳۹۷
  • الاربعا ٩ محرم ١٤٤٠
  • Wednesday, September 19, 2018
صفحه اصلی اخبار دوره‌های آموزشی تحلیل و گزارش علمی اطلاعات عمومی مراکز تحقیقاتی پیوندها درباره ما تماس با ما  
کد مطلب :   2663 تاریخ انتشار: 
چهارشنبه ۶ بهمن ۱۳۹۵
- 18:24 تاریخ آخرین ویرایش :
  1395/11/06
بازدید:   74  
 
آیا بشر می‌تواند با مهندسی ژنتیک روی مسیر طبیعی تکامل موثر باشد؟ (بخش سوم و پایانی)
آیا بشر می‌تواند با مهندسی ژنتیک روی مسیر طبیعی تکامل موثر باشد؟ (بخش سوم و پایانی)
هر فناوری جدیدی که معرفی می‌شود، از مهندسی ژنتیکی محصولات غذایی گرفته تا خودروهای خودران، ما را بر آن می‌دارد که به ارزیابی منافع و مضرات آن بپردازیم.

در مورد ژن درایو که می‌تواند تعادل زیست‌محیطی کل یک قاره را دستخوش تغییر کند، اختلاف نظرات زیادی در مباحثه‌ها و مناظره‌ها دیده می‌شود. بخشی از این اختلاف نظر‌ها از آنجا ناشی می‌شود که اکثر کاربرد ژن درایو در آفریقا خواهد بود و تاریخ نشان داده است که دانشمندان غربی به طرز نامشروعی، اهالی آفریقا را بدون اجازه‌ی آن‌ها و گاهی حتی بدون اطلاع آن‌ها، هدف مطالعات و آزمایش‌های علمی خود قرار داده‌اند.

مسائل اخلاقی که دانشمندان در پزشکی با آن مواجه می‌شوند، تا حدی نسبی و گنگ هستند. در اوایلِ آزمایش‌های واکسن ایدز در اوگاندا، بسیاری از مسئولان سلامت در کشورهای غربی به‌شدت با انجام آزمایش‌های انسانی روی محصولی با عواقب نامشخص، در کشور اوگاندا مخالفت کردند. بعضی بر این باور بودند که انجام آزمایش‌های بالینی روی افرادی که احتمالا به‌طور کامل از کلیات آزمایش آگاه نیستند، غیر‌اخلاقی است. اتفاق نظر بین محققان دانشگاهی این است که اخلاقیات پزشکی در همه‌ی جای دنیا باید رعایت شوند؛ اگر انجام آزمایشی در ایالات متحده ممنوع شده است، باید در اوگاندا هم ممنوع باشد.

این نگرش احساسی و عاطفی قابل ستایش است؛ اما شما در کشورهایی که توسط انواع بیماری‌های کشنده محاصره شده‌اند، کسی را پیدا نمی‌کنید که از این نگرش دفاع کند. در واقع کسانی این حرف‌ها را می‌زنند که در کشور آن‌ها سال‌ها است بیماری‌های شایع در آفریقا، ریشه‌کن شده است. یکی از مسئولان بهداشت در کامپالا (Kampala) چند سال پیش در مورد مباحث اخلاقی پیرامون آزمایش واکسن ایدز گفت:

همان‌طور که برای شما آمریکایی‌ها اصول مهم است، برای ما نیز مهم است. اما ما مدت‌ها است که داریم از این بیماری‌ها می‌میریم، شما نمی‌توانید با اصول به مرگ پاسخ دهید.

دانشمندان تلاش خود برای استفاده از ابزار ژنتیکی به‌منظور کنترل آفات را در سال ۱95۳ آغاز کردند، زمانی که جیمز واتسون و فرانسیس کریک نشان دادند زبان حیات با چهار حرف شیمیایی نوشته شده است: آدنین، سایتوزین، گوانین و تایمین. در سال ۱958 دو حشره‌شناس آمریکایی ادوارد نیپ‌لینگ و ریموند بوش‌لند روش بدیعی برای مقابله با پیچ‌کرم ارائه دادند. پیچ‌کرم تنها حشره‌ای است که می‌تواند گوشت حیوانات خونگرم زنده را بخورد. قرن‌ها است که این حشره باعث مرگ‌ومیر احشام می‌شود، پیچ‌کرم در طول دو هفته می‌تواند یک گاو بالغ را بکشد. نیپ‌لینگ و بوش‌لند با استفاده از تشعشع توانستند میلیون‌ها پیچ‌کرم نر را عقیم کنند. آن‌ها سپس با آزادسازی پیچ‌کرم‌های عقیم‌شده در طبیعت و جفت‌گیری آن‌ها با ‌پیچ‌کرم‌های مؤنث توانستند کاری کنند که تخم‌های جدید پیچ‌کرم‌ها عقیم شوند. این روش با نام «تکنیک حشره‌ی عقیم» از آن زمان تاکنون به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. دو سال بعد، نیپ‌لینگ با انتشار مقاله‌ای در ژورنال Journal of Economic Entomology  پیشنهاد داد که با استفاده از همین روش می‌توان پشه‌های مالاریا و سایر آفات را عقیم کرد. برای عملی شدن چنین طرحی باید میلیاردها پشه‌ی عقیم تولید می‌شد، که در آن زمان انجام چنین کاری مقدور نبود.

در سال ۲۰۰۳، ۴۰ سال بعد از تحقیقات نیپ‌لینگ در مورد پشه‌ها، آستین برت (Austin Burt) در مقاله‌ای که در ژورنال Proceedings of the Royal Society چاپ شد، مفهومی را معرفی کرد که راهنمای تمامی محققان بعد از خود او در این زمینه شد. برت که پروفسور ژنتیک تکاملی در کالج سلطنتی لندن است، برای اولین بار در مقاله‌ی خود پیشنهاد کرد که از ژن‌های «خودخواه» برای ریشه‌کنی گونه‌هایی که باعث وارد آمدن صدمات شدید به بشر می‌شوند، استفاده شود. آن‌طور که او در مقاله‌اش نوشته بود، می‌توان با بریدن DNA در مکان‌های خاص و کپی کردن ژن‌های خودخواه، کاری کرد که آن ژن‌ها رفتارهای مخرب گونه‌ها را نابود کنند؛ برای مثال پشه‌ها توانایی خود برای انتقال کنه‌های ناقل بیماری و ویروس‌ها را از دست بدهند.

برت بلافاصله متوجه بزرگ‌ترین تهدید به وجود آمده توسط مهندسی ژنتیکی شد: در حالی که هیچ کس مخالفتی با نابودی بیماری‌هایی مانند مالاریا ندارد، اما پیش‌بینی اثرات بلند‌مدت زیست‌محیطی ناشی از حذف کامل یک گونه‌ی حیات، صرف‌نظر از میزان کشنده بودن آن، غیر ممکن است. برت در سال ۲۰۱۳، در مقاله‌ای با عنوان «استفاده از ژن‌های خودخواه با موقعیت مشخص به‌عنوان ابزاری برای کنترل و مهندسی ژنتیکی جمعیت گونه‌های طبیعی» پیشنهاد داد که کنترل یک حشره‌ی خطرناک یا آفت همیشه به معنای نابودی آن نیست:

ممکن است که کل جمعیت یک گونه را از بین نبریم، بلکه با تغییرات ژنتیکی کاری کنیم که آن‌ها تهدید کم‌تری متوجه زندگی انسان‌ها کنند.

در آن زمان دانشمندان با دو موضوع لاینحل مواجه شدند. طبق قوانین ژنتیک، که توسط گرِگور مندل نوشته شد، ژن‌ها به یک روش قابل پیش‌بینی و به‌صورت موروثی به نسل‌های بعدی انتقال می‌یابند. و آن‌طور که قانون انتخاب طبیعی داروین می‌گوید، ژن‌هایی که به بقای آن گونه کمک می‌کنند، در آن‌ها باقی می‌مانند. اما خصیصه‌هایی که از طریق دست‌کاری ژنتیکی ایجاد شده‌اند این‌گونه نیستند. بنابراین تغییری که به‌صورت اجباری توسط دانشمندان در یک گونه ایجاد شده است، ممکن است به نسل‌های بعدی انتقال یابد؛ اما در نهایت طبیعت پیروز خواهد شد و تمام ژن‌هایی که به بهبود وضعیت گونه در حیات وحش کمک نمی‌کنند، حذف خواهند شد.

اما کریسپر ابزاری است که به کمک دانشمندان می‌آید تا طراحی را در سطح بالاتری نسبت به تکامل قرار ‌دهد، این موضوع اساس پروژه‌های بیولوژی مصنوعی است. برت و یکی از همکاران او با نام آندرا کریسانتی (Andera Crisanti)، در یک آزمایشگاه در لندن موفق شدند با استفاده از کریسپر یک سیستم تحریک ژنی (ژن درایو) ایجاد کنند که باعث گسترش ناباروری در بین پشه‌های مؤنث می‌شود. هنوز گام‌ها و آزمایش‌ها زیادی در پیش رو است و هنوز تصور این که این پشه‌ها در محیطی به جز یک محیط کاملا کنترل‌شده مانند آزمایشگاه، آزاد شوند، بسیار زود است. اما این دو دانشمند طرح‌های بلندمدتی برای همکاری با کشورهایی نظیر بورکینافاسو، مالی و اوگاندا دارند تا به آن‌ها در خصوص تحقیقات خود آموزش دهند. آن‌ها امیدوارند که بعد از موفق بودن آزمایش‌ها، این فناوری‌ها را به کشورهایی آفریقایی که از بیماری مالاریا رنج می‌برند، عرضه کنند و با آموزش به افراد محلی، آن‌ها می‌توانند به اختیار خود تصمیم بگیرند که از این فناوری استفاده کنند یا نه.

کوین اسولت تحقیقات برت در مورد پشه‌ها را مطالعه کرد. او دریافت که روش کار برت در مورد بیماری لایم جوابگو نخواهد بود. دست‌کاری ژنتیکی کنه‌ها شدنی است، اما پرورش آن‌ها در تعدادی که بعد از آزادسازی در محیط وحش باعث ایجاد تغییر محسوس در جمعیت آن‌ها شود، تقریبا غیرممکن است. اسولت ابتدا راه‌حلی به ذهنش نرسید، اما بعد از کمی تفکر یک رابطه‌ی منطقی کشف کرد: رابط بین بیماری لایم و سایر بیماری‌های واگیر منتقل‌شده با کنه، موش‌های پاسفید هستند. می‌توان با بازنویسی ژن‌های موش‌های پاسفید، آن‌ها را نسبت به بیماری لایم مصون کرد. سپس با رهاسازی آن‌ها در طبیعت و زادوولد، نسل‌های بعدی نیز از این بیماری مصون خواهند بود و به‌تدریج کل گونه دارای این خصوصیت خواهد بود.

با استفاده‌ی ترکیبی از ژن درایو و کریسپر، آن‌طور که اسولت می‌گوید، تنها با انجام مهندسی ژنتیکی روی یک پشه، یا مگس یا هر جانور یا گیاه دیگر، در نهایت می‌توان کل اساس ژنتیکی یک گونه را تغییر داد. اسولت می‌گوید: «رهاسازی GMO در یک جا، به معنای رهاسازی آن در همه جا است

با توجه به احتمال رویداد یک اشتباه جبران‌ناپذیر، اسولت با همکاری چرچ در آخرین تحقیقات خود سعی دارند با ساخت محرک‌های ژنی خاصی، DNA دستکاری‌شده را به حالت اول برگردانند. آن‌ها بر این باورند که اگر یک دست‌کاری موفق نباشد، نباید وجود داشته باشد. آن‌ها همچنین پیشنهاد می‌کنند که از هرگونه از حیاتی که دست‌کاری ژنتیکی شده است، یک جمعیت نمونه به‌صورت اورجینال و دست‌کاری نشده نگه‌داشته شود؛ در واقع به تعبیری نوعی کشتی نوح از نوع مولکولی.

اسولت و همکارانش سیستمی توسعه داده‌اند که باعث جلوگیری از گسترش یک ژن درایو - در مواقعی که به آن نیاز نیست - می‌شود. این طرح که اسولت آن را دایزی درایو نامیده است، مؤلفه‌های یک ژن درایو را به بخش‌های مجزایی جدا می‌کند؛ همانند نسخه‌ی ژنتیکی یک موشک چندمرحله‌ای. هر قسمت حاوی یک یا چند ژن مورد نیاز برای ساخت کل ژن درایو است. برای این‌که سیستم ژن درایو به فعالیت و گسترش خود ادامه دهد، باید تمام مؤلفه‌ها حضور داشته باشند. در غیر این صورت، آن خصیصه‌ی ناشی از ژن درایو بعد از چند نسل تخمین زده‌شده، از بین خواهد رفت. درواقع دانشمندان می‌توانند هر زمان که بخواهند، مثلا هنگامی که مشکلی پیش‌ بیاید، جلوی گسترش ژن درایو را بگیرند.

این طرح که در مراحل اولیه‌ی توسعه‌ی خود قرار دارد، می‌تواند برای بیوفناوری بسیار حیاتی باشد. تأییدهای مقرراتی و گواهی‌های حکومتی در مورد الگوهای مهاجرت و عادات جفت‌گیری موش‌ها و یا پشه‌ها صدق نمی‌کنند. بدون داشتن یک سیستم کنترل‌کننده، یک ژن می‌تواند به گسترش خود در داخل یک کشور و یا حتی فراتر از مرزهای آن ادامه دهد. اما اگر طرح دایزی درایو موفق باشد، دانشمندان می‌توانند جلوی این اتفاق را بگیرند.

این تحقیق در نوع خود خلاقانه و امیدبخش است، اما انجام آن مستلزم دست‌یابی به سطح بالایی از آگاهی به طبیعت است که همین موضوع باعث سختی کار می‌شود. نسل‌های بشر بسیار طولانی هستند و تغییرات ژنتیکی در آن‌ها بسیار آهسته اتفاق می‌افتد. اما در مورد موش‌ها یا پشه‌ها یا هر گونه‌ی تهاجمی دیگری که دانشمندان قصد مهار آن را دارند، تغییرات ژنتیکی می‌تواند سریع‌تر اتفاق بیافتد. همچنین، ژن‌ها همیشه به‌صورت برنامه‌ریزی‌شده گسترش نمی‌یابند. مثلا گاهی، یک ژن می‌تواند نه در داخل یک گونه، بلکه بین گونه‌های مختلف گسترش یابد؛ به این حالت انتقال افقی ژن می‌گویند. بنابراین ژن درایو طراحی‌شده برای ایجاد یک خصیصه در پشه‌ها می‌تواند به یک گونه‌ی دیگری از حیات نیز گسترش یابد و آن را در معرض تهدید قرار دهد. اگر یک توالی ژن درایو دچار جهش شود، می‌تواند هدف‌های مختلفی را تحت تأثیر قرار دهد و عواقب چنین اتفاقی اصلا قابل پیش‌بینی نیست.

آویو رگو، رئیس هیئت‌علمی انستیتو براد، یکی از سرشناس‌ترین بیولوژیست‌های محاسباتی است که به مطالعه‌ی عملکرد سلول‌ها در بدن انسان و نحوه‌ی تعامل آن‌ها با سیستم بیولوژیکی، مانند  بافت‌های عضلانی و یا ارگان‌ها، می‌پردازد. رگو سیستم ژن‌ درایو را با روش ایمنی‌درمانی سرطان مقایسه می‌کند. می‌دانیم که ژن درایو روشی برای ایجاد تغییرات ژنتیکی در گونه‌ها است و ایمنی‌درمانی نیز روشی برای استفاده از سلول‌های ایمنی بدن برای حمله به تومور‌های سرطانی است. او توضیح می‌دهد:

در مورد سلول‌های بدخیم، ما می‌توانیم یک سلول را برداریم و ببینیم چه اتفاقی می‌افتد. همین‌طور می‌توانیم یک سلول دیگر را برداریم و ببینیم چه چیزی روی می‌دهد. اما اگر دو سلول را هم‌زمان با هم برداریم، نباید انتظار نتیجه‌ی مشابه با حالات قبل را داشته باشیم. کل مجموعه متفاوت از تک‌تک‌ اجزا است. همین قضیه در مورد اکولوژی گونه‌ها نیز صادق است.

او می‌گوید که هر دو سیستم خطرات خود را دارند، اما در مورد روش‌های درمانی پزشکی، ما بیمار را با گزینه‌های پیش روی او آشنا می‌کنیم. او اضافه می‌کند:

ما به بیمار می‌گوییم که این روش می‌تواند او را نجات دهد یا اینکه باعث مرگش شود. این یک تصمیم شخصی است. سعی می‌کنیم فرد را به اندازه‌ی کافی مطلع کنیم.

او البته تأکید می‌کند که مخالف ژن درایو نیست. اما می‌گوید:

ژن درایو می‌تواند کل جمعیت یک گونه را تحت تأثیر قرار دهد نه‌ تنها یک جزء از آن را. تقریبا غیرممکن است که بتوانید دینامیک یک اکوسیستم را پیش‌بینی کنید، به این دلیل ساده که افزودنی نیست. یعنی نمی‌توان از روی رفتار تک‌تک اجزا، رفتار کل سیستم را پیش‌بینی کرد. همین موضوع است که ژن درایو را ترسناک می‌کند.

در اواخر ماه جولای سال گذشته، اسولت در یک گرد‌هم‌آیی در Martha’s Vineyard اطلاعات خود را با اهالی آنجا در میان گذاشت. جمعیت در کتابخانه‌ی عمومی Edgartown جمع آمده بودند. همه‌ی آن‌ها سرپا ایستاده بودند، افراد میان‌سالی که به خاطر تابستان‌های این منطقه پوست برنزه داشتند و می‌شد حدس زد که زندگی آرام و کامیابی سپری می‌کردند. اسولت هدف خود را این‌گونه به آن‌ها گفت:

من می‌خواهم تمام فعالیت‌ها و کش‌وقوس‌های آزمایش‌هایم را به‌صورت شفاف با شما در میان بگذارم. همانند جزیره‌ی نان‌تاکت، همه‌ی حاضران عاشق برنامه‌ها و احساسات پشت آن شدند. چند سال پیش در منطقه‌ی Key West گردهمایی از سوی کمپانی بیوفناوری بریتانیایی Oxitec برگزار شد. دانشمندان آن شرکت قصد داشتند سکنه‌ی این منطقه را قانع کنند که از پروژه‌ی دست‌کاری ژنتیکی پشه‌های ناقل بیماری دانگ حمایت کنند. اما حاضران تحمل شنیدن پیشنهادات دانشمندان را نداشتند. سال پیش از آن، این منطقه شاهد شیوع بیماری دانگ بعد از چندین سال بود و شرکت Oxitec در پاسخ به درخواست مسئولان کنترل جمعیت پشه‌ها در این جلسه حضور یافته بود. همین کمپانی چندی پیش میلیون‌ها پشه‌ی دست‌کاری‌شده‌ی ژنتیکی را در طبیعت برزیل رها‌سازی کرد. اکثر اهالی آنجا که با رنج‌های ناشی از بیماری دانگ نامأنوس نبودند، از این اقدام دانشمندان شرکت Oxitec بی‌نهایت سپاس‌گزار بودند.

بنابراین تفاوت بین پذیرش طرح اسولت توسط اهالی نان‌تاکت و از طرف دیگر رد طرح شرکت Oxitec کاملا مشهود است. بخش از این تفاوت ناشی از این موضوع است که هدف اصلی طرح شرکت Oxitec کسب سود بود، درحالی‌که اسولت قصد دارد با شفافیت و پاسخگویی کامل طرح‌هایش را پیش ببرد. اما شاید یک دلیل ساده‌تری هم وجود داشته باشد: مردم برزیل از بیماری دانگ می‌ترسند و اهالی منطقه‌ی New England نیز از بیماری لایم واهمه دارند، آن‌ها از روی استیصال به دنبال راه‌حل هستند. اما سکنه‌ی Key West چنین تجربه‌ی سختی ندارند و تصور قربانی گرفتن بیماری دانگ برای آن‌ها احمقانه جلوه می‌کند.

تاریخ مهندسی طبیعت توسط انسان به دوران پیدایش بشر در زمین برمی‌گردد. سؤال این نیست که آیا انسان به رویه‌ی تغییر طبیعت ادامه می‌دهد یا نه. سؤال اصلی این است که انسان در آینده چگونه این کار را انجام خواهد داد. با استفاده از ترکیب روش‌های باروری، ما توانسته‌ایم محصولات کشاورزی را تغییر دهیم، نمونه‌های مختلفی از جانداران را به دنیا بیاوریم و میلیون هکتار زمین‌های جنگلی را به زمین‌های کشاورزی تبدیل کنیم. اما قضیه‌ی ژن درایو متفاوت است. یک پشه می‌تواند آینده گونه‌های مختلف، حتی انسان را تغییر دهد. این تفاوت ناشی از قدرت این روش است، نه تغییر روش. اسولت می‌گوید:

من تلاش می‌کنم افکارم را با تصویری که از دلیل انجام کارهایم در ذهن دارم، هماهنگ کنم. فردی اخیرا دو عبارت upwinger و downwinger را معرفی کرده است. اساسا، من فکر می‌کنم یک upwinger هستم. بخشی از آن به این دلیل است که گزینه‌های زیادی پیش‌ روی خود نمی‌بینم. به این خاطر که ما هم‌اکنون بسیار به فناوری وابسته هستیم و حتی فراتر از آن، به پیشرفت‌های آینده نیز وابسته‌ایم. ما به این راحتی نمی‌توانیم همین‌جا بایستیم و بگوییم کافی است، این کار غیرممکن است. ما به پیشرفت‌های جدید نیازمندیم. مشکل من اساسا این است که غریزه‌ی احتیاطی بشر وارد قضیه شده است.

اسولت می‌افزاید:

ما می‌گوییم اگر این کار خطرناک است، نباید انجام دهیم. این نگرش زمانی درست است که شما در موقعیت استواری قرار داشته باشید. وضعیت ما این‌گونه نیست، وضعیت ما شکننده است و خطر بزرگ‌تر برای بشریت، این است که فرض کنیم اگر دست از پیشرفت برداریم و دیگر به تغییر طبیعت ادامه ندهیم، کار درست را انجام می‌دهیم.

 

منبع : Vimb
نویسنده خبر : مدیر پورتال
کلید واژه
 
اخبار مرتبط
پیشگیری از پیری با درمان چین و چروک سلول ها کشتن ابر ویروس‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک با پلیمر مصنوعی جدید یک باکتری؛ کوچک‌ترین ضبط کننده داده! ارتش آمریکا گیاهان هوشمند می سازد تغییر شکل هیدروژل‌ها توسط مولکول DNA: پیش به سوی ساخت «ربات‌های نرم» تغییر DNA مسافران مریخ تنش باعث قوی تر شدن قلب می شود نقشه راه DNA باستان ایران تهیه می‌شود بازسازی بافتی با مولکول های هدف قرار دهنده ژن رشد بافت کبدی مهندسی شده بعد از پیوند تایید اولین کیت تشخیصی چند ژنی بر پایه توالی یابی نسل جدید (NGS) رابطه شاخصه‌های اسپرم با میزان PLC و اثر آن در مردان نابارور درمان دیابت نوع یک با مهندسی جزایر پانکراسی در خارج از بدن کاربرد پلاکت‌های مهندسی شده در جلوگیری از رشد مجدد تومور سرطانی هکرهای زیستی سازندگان بدافزارهای نسل آینده ابزاری برای توالی سنجی DNA در صحنه جرم 99 درصد از میکروب‌های بدن انسان هنوز ناشناخته‌اند! میکروبها اینترنت دارند تشخیص سرطان سینوس با آزمایش خون دستکاری ژنتیکی برای رهایی از دیابت و چاقی
ارسال نظر
لطفا جهت تسهیل ارتباط خود با ما، در هنگام ارسال پیام این نکات را در نظر داشته باشید:
1.ارسال پیام های توهین آمیز به هر شکل و با هر ادبیاتی با اخلاق و منش اسلامی ،ایرانی ما در تناقض است لذا از ارسال اینگونه پیام ها جدا خودداری فرمایید.

2.از تایپ جملات فارسی با حروف انگلیسی خودداری کنید.

3.از ارسال پیام های تکراری که دیگر مخاطبان آن را ارسال کرده اند خودداری کنید.

4.حداکثر کاراکتر مجاز جهت ارسال نظر 1000 کاراکتر می باشد.
نام:
ایمیل:
نظر:
 
کد امنیتی :
تولید مجدد