سده مهندسى ژنتیک

«همچنانکه سده بیستم سده فیزیک و شیمى بوده است، سده بیست ویکم نیز سده زیست شناسى و زیست شناسى مولکولى- ژنتیک- خواهد بود.»

Columbias Hendrickson

در دورانى به سر مى بریم که بسیارى از صاحبنظران و دانشمندان برجسته جهان، سده حاضر را به عنوان سده مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى نام نهاده اند. دانش و فن مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى ضمن آنکه جایگاه ویژه اى را در میان علوم و فنون مطرح در دنیاى امروز دارد در قلمروهاى فوق العاده گسترده زیست شناسى امروز نیز ظهورى انقلابى دارد. از جمله در شناسایى ساختار مولکولى و عملکرد ژن ها، صدها بیمارى ژنى و نیز در شناخت مولکولى مکانیسم هاى جهش زایى، سرطان زایى، آنکوژن ها (ژن هاى سرطان زا)، ژن هاى بازدارنده تومور و اعمال دقیق آنها چشم اندازى بسیار نویدبخش را براى مبارزه اساسى با هزاران بیمارى ژنتیکى و انواع سرطان ها فراهم آورده است.

هر چند که اشاره به روش ها و فنون فوق العاده کارا، جدید و با اهمیت زیست شناسى مولکولى و مهندسى ژنتیک که – از جهات کمى و کیفى- روزانه در حال پیشرفت و تحول است، به طور مستقیم خارج از حوصله این نوشتار محدود است، اما بسیارى از این روش ها کاربردهاى فراوان و بسیار بااهمیت در عموم عرصه هاى پایه و کاربردى زیست شناسى امروز و از جمله در مسیر شناخت مولکولى سرطان و ژن هاى دخیل در آن نیز داشته و دارد که به عنوان نمونه به یکى از مهم ترین این روش هاى اولیه _ با معرفى مختصر و همراه با کاربرد آن در زمینه سرطان _ اشاره مى شود.

پژوهشگران در سه دهه اخیر روشى به نام نشانه «هدف» گیرى ژنى را براى تغییر کنترل شده و ویژه در یکى از حروف، یک جمله یا چندین بند در دستور کار یا ژنوم موجود در درون هر سلول زنده به ویژه «موش به عنوان حیوان الگو» ابداع کرده اند. به عبارت دیگر پژوهشگران اکنون قادر هستند به انتخاب خود، موش هاى داراى هر نوع جهشى دلبخواه را در درون ردیف نوکلئوتیدى هر ژن شناخته شده اى ایجاد کنند.

این روش در زمینه هاى مختلف علوم زیستى و به ویژه علوم پزشکى و در راستاى خدمت به جامعه بشرى تحولات اساسى را سبب شده است و به نتایج چشمگیرى دست یافته است.

طبیعتاً با تغییر اختصاصى ردیف نوکلئوتیدى مربوط به یک ژن موردنظر، عمل آن ژن تغییر مى کند. براى روشن شدن بهتر اهمیت این روش مثالى مى آوریم: اگر به نقش یک ژن خاص در مراحل توسعه و تکوین مغز مظنون باشیم، مى توانیم جنین هاى موشى تولید کنیم که در آنها ژن طبیعى- به دلیل ایجاد جهشى مشخص که در آن به وجود آورده ایم- آسیب دیده یا به طور کامل غیرفعال شده باشد. در صورتى که این غیرفعال شدن سبب شود که به طور مثال مخچه موش هاى تازه متولد شده غیرطبیعى باشد، نتیجه خواهیم گرفت که ژن مورد سئوال در شکل گیرى این بخش از مغز (مخچه) نقش اساسى و لازم داشته است.

شایان تاکید است که بیشتر یافته هاى حاصل از تجارب روش نشانه گیرى ژنى در موش، مى تواند براى انسان بسیار سودمند واقع شود. زیرا برابر تخمین هاى علمى به عمل آمده حدود ۹۹ درصد از ژن هاى موش و انسان شبیه هم بوده و عملکردهاى مشابهى انجام مى دهند. بنابراین بیشتر نتایجى که از تجارب کاربرد این روش در موش فراهم آمده است، مى تواند براى انسان بسیار مفید باشد. در واقع، توانایى پژوهشگران در ایجاد هر نوع جهش مورد نظر در هر ژن شناخته شده روى حیوانات الگو (مانند موش)، مطالعه زیست شناسى مولکولى پستانداران را دچار تحول اساسى کرده است.

در روش هدف گیرى ژنى، پژوهشگران ژنى را که قصد تغییر دارند انتخاب مى کنند. آنها همچنین روى نحوه جرح و تعدیل ژن، کنترل کامل دارند. بنابراین براى پرسش هاى دقیقى که در مورد عمل یا اعمال ژن مطرح مى کنند، جهش دلبخواه را طراحى مى کنند.

سرطان شناسان مولکولى نیز به طور چشمگیر از این روش بهره مى برند. به طور نمونه اغلب مواقع این پژوهشگران مى دانند که وقوع یک جهش در یک ژن ویژه _ و در یک یا چند نوع تومور- امرى متداول است. اما آنها از عمل طبیعى این ژن چیزى نمى دانند. با کشف این نقش توسط روش نشانه گیرى ژنى، مى توان از مراحل ایجاد بدخیمى توسط شکل جهش یافته ژن در سطح وسیعى پرده برداشت.

ژن بازدارنده تومور P53 یک مورد را از آنچه اشاره شد، ارائه مى کند. تاکنون در حدود ۵۵ درصد تمام سرطان هاى انسان، نقش ژنP53 گزارش شده است. تجزیه و تحلیل موش هاى داراى این اختلال نشانه گیرى شده در این ژن نشان داده است که محصول آن در وضعیت طبیعى به عنوان یک محافظ یا نگهبان عمل مى کند. از دست دادن ژن هاى P53 فعال، نقش حفاظتى مذکور را از بین برده و در نتیجه DNA صدمه دیده به سلول هاى دختر انتقال یافته و در تشکیل سرطان شرکت مى کند.

روش نشانه گیرى ژنى، امروزه براى مطالعه مولکولى انواع مختلف مسائل زیست شناختى استفاده مى شود. این فناورى در خلال حدود سى سالى که از عمر پرثمر آن مى گذرد، به سرعت مراحل پیشرفت خود را طى کرده و عمرى سرشار از نتایج مثبت داشته است.

بدون تردید در سال هاى آینده پیشرفت هاى بیشترى در فناورى نشانه گیرى ژنى مورد انتظار است. اما حتى دستاوردهاى کنونى این روش، فرصت هاى طلایى براى پژوهش هاى ژنتیکى به ویژه دستکارى و تغییر حساب شده ژنوم پستانداران، زیست شناسى تکوینى، سرطان شناسى، ایمنى شناسى و مانند آن را فراهم آورده است که در چند سال پیش از آن، غیرقابل تصور بود.

آنچه در بالا به اشاره به عنوان یک نمونه از روش هاى اولیه سومین دوره از حیات ژنتیک معرفى شد، تنها یکى از روش هاى کارآمد است. هم اینک صدها و بلکه هزاران روش سلولى و به ویژه مولکولى فوق العاده ارزشمند در دسترس پژوهشگران و دانشمندان علوم زیستى است که شمار آنها به طور روزانه در حال افزایش است و کاربردهاى هماهنگ و هدفمند آنها نیز در عموم عرصه هاى زیستى و به ویژه پزشکى مولکولى دستاوردهاى عظیمى به ارمغان آورده و آینده اى بسیار نویدبخش را پیش روى ما قرار داده است.

در اینجا و با امید تأمل مسئولانه و توجهى بایسته، به ویژه از جانب مدیران ارشد کشور، مطلب را با چند جمله پیرامون جایگاه علوم و فنون راهبردى در جهان و کشور به پایان مى بریم.

در عصرى که توجه واقعى به علم و حاصل آن تکنولوژى از عناصر اساسى فرهنگ جهان معاصر به حساب مى آید و وجود ارتباط تنگاتنگ بین پژوهش، تولید و تکامل تولیدات امرى انکارناپذیر بوده و پژوهش هاى جهت دار- به ویژه در میدان هایى مانند مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى- در واقع اساس آموزش و لازمه رشد و توسعه همه جانبه و پایدار است. کشور ما در برنامه هاى توسعه در عمل چه جایگاهى براى دانش و دانایى در نظر گرفته است؟

در شرایطى که روند کاروان پرشتاب علمى و فناورى در کشورهاى فراصنعتى جهان، اعماق اقیانوس ها و کهکشان ها را به چرخه تولیدات خود وصل کرده است. در وضعیتى که در میانگین، در حدود کمتر از هر چهار سال، میزان دانش جهان دو برابر مى شود که براى علوم و فنون راهبردى مانند مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى، از این مدت نیز بسیار کوتاه تر است، نقدینگى ما چیست؟ در حالى که واقعاً، فرصت چندانى نداریم؛ براى آینده کشور چه برنامه هاى روزآمد، کارآمد و کارآفرین داریم؟ و به چه میزانى بر رسالت تاریخى خود براى همگام شدن با تحولات چشمگیر علمى و فنى و استفاده روزآمد از فناورى هاى جدید_ مانند مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى و نانوفناورى که تمام شئونات زندگى ما را دربرگرفته است- پایبندیم؟

در روزگار ظهور انقلاب هاى متعدد و پى درپى مانند «انقلاب دانش»، «انقلاب انفورماتیک»، «انقلاب مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى»، «انقلاب سلول بنیادى و همسانه سازى پستانداران» و مانند آن که بدون هیچ تردیدى ریشه این نقاط عطف، «دانش محورى» و «انقلاب علمى و فناورى» است؛ ما براى جبران عقب افتادگى از کاروان علم و فن، چه تمهیدات سیستماتیک اندیشیده ایم؟

در عصر دانایى که رهبرى بلامنازع فناورى ها را دانشمندان و «دانش نظام مند»، آموزش و یادگیرى صحیح و مداوم بر عهده دارد و گسترش خارق العاده مرزهاى دانش و گردش لحظه اى آن در جهان توسط فناورى هاى بسیار پیشرفته و قدرتمند اطلاعاتى مانند شبکه هاى رایانه اى و اینترنت، چشم ها را خیره کرده و بسیارى از غیرممکن ها را امکان پذیر کرده است ما در کجاى این مدار قرار داریم؟

در جهان علمى و تکنولوژى امروز، هر کشورى که بخواهد زندگى پویایى داشته باشد باید آرمان هاى خوداتکایى را با برنامه ریزى عالمانه و همه جانبه و ضمانت اجرایى کافى و با مدیریتى متعهد، مدبر، توانا و دانا سرلوحه کار خود قرار دهد. در این راه، سرمایه گذارى هاى اندیشمندانه و درخور و به کارگیرى تازه ترین فناورى ها، مانند مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى و نانوفناورى با عنایت به نیازهاى بومى و بهره گیرى اصولى از مجموعه آزموده هاى سودمند جوامع بشرى، اجتناب ناپذیر است.

متاسفانه در برابر پیشرفت و توسعه درخور علوم و فنون _ و از جمله علم و فناورى هاى مورد تاکید در این نوشتار- چالش ها و عوامل بازدارنده فراوانى در کشور وجود دارد که به دلیل ضرورت رعایت اختصار، تنها به چند مورد به عنوان نمونه اشاره مى کنیم.

 

عدم فرهنگ سازى صحیح در مورد تکنولوژى هاى جدید

از مباحث فوق العاده اساسى در هر جامعه زنده و پویا، فرهنگ سازى و برنامه ریزى براى نهادینه کردن جایگاه و ارزش علوم و فنون است. براى فرهنگ سازى، به ویژه در فنون چندرشته اى مانند ژنتیک مولکولى، مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى و نانوفناورى که دربردارنده ملاحظات و جنبه هاى بسیار مهم اجتماعى و اخلاقى است، انجام مجموعه اى از فعالیت هاى اساسى، منسجم و همه جانبه، ازجمله ضرورت هاى مهم محسوب مى شود. به طور نمونه، یکى از این فعالیت هاى اصلى، آموزش برنامه ریزى شده و صحیح به دانش پژوهان (دانش آموزان و دانشجویان) و اطلاع رسانى اصولى و دقیق به آحاد جامعه است. در عرصه اى مانند مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى که از قابلیت هاى متعددى برخوردار است، باید نهایت دقت به عمل آید تا ماهیت این علوم و فنون به عنوان یک قلمرو راهبردى، کاربردى و اقتصادى در تمام عرصه هاى زندگى از جمله بهداشت و پزشکى، کشاورزى، محیط زیست و صنعت به درستى تبیین شود. در کنار این امر باید انگیزه دانش پژوهان براى علم آموزى را نیز افزایش داد.

در چنین بسترى، علاوه براین که دانشجویان علاقه مند مى توانند با دیدگاهى روشن و امیدوارانه، مهارت هاى لازم براى فعالیت هاى علمى و پژوهشى آینده را کسب کرده و خود را براى تصدى مسئولیت هاى مهم اجتماعى آماده سازند، پشتوانه پذیرش عمومى جامعه نیز مى تواند به عنوان یک عامل مهم، زمینه توسعه فناورى هاى جدید از جنبه هاى اقتصادى و صنعتى را فراهم سازد.

عدم وجود سیستم آموزشى صحیح و اصولى براى توسعه فناورى در کشور به ویژه در عرصه هاى پیش دانشگاهى و دانشگاهى

در شیوه آموزش مرسوم کشور، برنامه آموزشى در دانشگاه هاى ما به طور عمده با هدف انتقال اطلاعات ذهنى شکل گرفته است. این روش نه تنها ما را در آموختن علم ترغیب نکرده بلکه در اندیشیدن به علم نیز مشوق ما نبوده است. بدیهى است که سیاست آموزشى نیز باید به نحوى تدوین شود که نیازهاى حال و آینده کشور در بهره گیرى از ظرفیت هاى بالاى علمى، صنعتى و اقتصادى فناورى هاى جدید را مرتفع سازد.

از دیگر مشکلات نظام آموزشى حاضر، که موجب هرز رفتن استعدادهاى بالقوه کشور مى شود، فقدان یا کمبود چشمگیر مدرسان آگاه، روزآمد و متخصص به ویژه در علوم و فنون چندرشته اى مانند ژنتیک مولکولى، مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى است. علاوه بر این، فقدان منابع و امکانات آموزشى مورد نیاز، به کارگیرى روش هاى ارزیابى منسوخ و عدم همخوانى برنامه هاى آموزشى و پیش دانشگاهى با نیازهاى دوره هاى بالاتر، از مهم ترین موانع توسعه اصولى علوم و فنون در کشور به شمار مى روند.

امروزه به گونه اى گسترده مشخص شده است که آموزش علوم، تنها به یادگیرى نظریه ها و روش هایى که توسط دانشمندان به کار گرفته مى شود، محدود نمى شود بلکه مفاهیم اجتماعى نیز سهم و تاثیر بسزایى در برنامه هاى آموزشى علوم در تمام سطوح دارند.

فقدان ارتباط متقابل علوم و فناورى هاى جدید با صنعت

بدیهى است که یکى از عوامل توسعه و پیشرفت علوم و فناورى هاى نوپا در هر جامعه، تجارى سازى و ارتباط آن بخش با صنایع گوناگون است. به عبارت دیگر، آموزش و پژوهش در عرصه فناورى هاى نوین در صورتى مى تواند مثمرثمر واقع شود که شامل مشارکت فعال و ارتباط هدف دار با صنعت باشد. بى اعتقادى و بى توجهى صنعت به جایگاه دانشگاه یا بینش منفى دانشگاه نسبت به نقش صنعت از عوامل مهمى هستند که نه تنها رکود و عدم پیشرفت صنایع را در پى دارد، بلکه مانع رشد و توسعه تجارى سازى علوم و فنون مى شوند.

در این نوشتار و به دلیل محدودیت موجود آنچه به اختصار و ناقص و آن هم در پیرامون برخى از هیجان انگیزترین موضوعات جارى و آینده ژنتیک و پزشکى مولکولى و نیز در عرصه هاى مختلف و بسیار گسترده دانش و فن مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى در ایران و جهان ارائه شد، تنها نمونه اى از انبوه چالش ها و فرصت هاى راهبردى است که چشمان میلیون ها انسان در جهان را به خود خیره کرده است. هرچند که خوشبختانه و در نگاهى _ جهانى، فرصت ها و امیدها، بسیار پرشمارتر و گسترده تر از چالش ها هستند، اما با تدبیر، دانایى و تعهد در میدان عمل و فرزند شایسته درمان بودن به روشنى مى توان عموم چالش ها و تهدیدها _ در همه علوم و فنون تجربى، به ویژه در مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى- را نیز به فرصت هاى طلایى و بى مانند براى خدمت به انسان ها- و به ویژه در کشور- تبدیل کرد.

در پایان با عنایت به اولویت پژوهش سازنده و دستیابى واقعى به جدیدترین دستاوردهاى علمى و تکنولوژیک به ویژه در زمینه ژنتیک، پزشکى مولکولى، مهندسى ژنتیک و بیوتکنولوژى مولکولى، نانوفناورى و ضرورت استفاده هدف دار و صلح آمیز از آن و همچنین تلاش مستمر براى بومى و ریشه دار کردن آن به عنوان مسئله اى حیاتى و نیاز همگانى از درگاه خداوند سبحان براى تمام کسانى که با سلاح علم، معرفت، ایمان و عشق و به گونه اى خستگى ناپذیر در راه هاى سازندگى و گسترش کیفى و کمى علوم و فنون مورد نیاز جامعه و خوداتکایى و استقلال واقعى کشور تلاش مى کنند، آرزوى توفیق داریم. نیز، امید است با توجه شایسته به سرمایه هاى واقعى کشور (و در راس آن منابع انسانى) و تربیت مغزهاى مومن، متفکر، خلاق و مجهز به دو بال علم و ایمان، سربلندى و سعادت کشور تضمین شود.

* محمدرضا نورى دلوئى: استاد گروه ژنتیک پزشکى دانشگاه علوم پزشکى تهران و مدیر مسئول و سردبیر نشریه بین المللى علوم جمهورى اسلامى ایران

 

منبع: روزنامه  شرق 

نویسنده : محمد رضا نورى دلوئى

 

 

مطالب مرتبط