اصلاح ژنتیکی و محصولات تراریخته | گردش در یک گلخانه مدرن
اصلاح ژنتیکی و محصولات تراریخته | گردش در یک گلخانه مدرن
چندی پیش استیون هال، روزنامه‌نگار پایگاه Wired مصاحبه‌ای را با یک کشاورز امریکایی انجام داد. زاکاری لیپمن هم مانند هر کشاورز محترم و تلاشگر دیگری، پیرامون وضعیت هوا گله‌مند بود. لیپمن فردی با صورت ریش‌دار و بدنی تنومند با موهای کوتاه است که در میان گلخانه‌ای پر از گیاهان پرپشت ایستاده و درمورد سردی هوا حرف می‌زد. گلخانه‌ی او در لانگ‌آیلند در ایالت نیویورک قرار دارد. گفتگویی که از آن صحبت می‌کنیم مربوط به یکی از روزهای میانی ماه آوریل سال جاری (اردیبهشت) است. در آن روز طبق پیش‌بینی هواشناسی احتمال بارش برف وجود داشت و باد سردی از طرف دریا می‌وزید. آب‌وهوای این چنینی اصلا مناسب رشد گوجه‌فرنگی نبود. اما لیپمن به فکر روزهای پیش رو بود، زمانی که هزاران گیاه رشدکرده‌ی گوجه‌فرنگی از گلخانه منتقل شده و در خاک لومی (Loam) لانگ‌آیلند کاشته خواهند شد. او امیدوار بود که تا آن زمان هوا گرم‌تر شود.
با این که او از کودکی در زمین کشاورزی کار کرده و یک وابستگی رمانتیک به خاک پیدا کرده است، اما لیپمن یک کشاورز معمولی نیست. او بیولوژیست و گیاه‌شناس در آزمایشگاه Cold Spring Harbor در نیویورک با زمینه‌ی تخصصی ژنتیک و اصلاح ژنتیکی است. گلخانه‌ای که او در آن کار می‌کند یک گلخانه‌ی معمولی نیست و گیاهان موجود در آن نیز معمولی نیستند.
استیون هال ماجرای دیدار خود از گلخانه‌ی متفاوت این کشاورز متخصص را تشریح کرده است:
بعد از این که او مرا با یار همیشگی خود، چارلی، یک سگ از نژاد لابرادور-روتوایلر، معرفی کرد، به داخل گلخانه هدایت شدم، جایی که صدها گیاه گوجه‌فرنگی در دمای ۲۶ درجه سانتی‌گراد و رطوبت ۴۰ تا ۶۰ درصدی نگه‌داری می‌شوند. در بالای سر گیاهان نیز لامپ‌های سدیم پرفشار قرار دارد که برای تسریع فتوسنتز آن‌ها لازم است. بعضی از گیاهان در حد جوانه‌های کوچکی بودند که به تازگی برگ‌های کوچکشان باز می‌شدند، برخی دیگر دارای گل‌های زرد رنگ زیبا بودند که نشان می‌داد آماده‌ی میزبانی از میوه هستند. برخی از گیاهان نیز دارای گوجه‌های رسیده بودند و در اثر وزن میوه‌های قرمز رنگ خم شده بودند.
اما چیزی که باعث تفاوت این گلخانه شده و آن را تبدیل به مرکز و منشا آغاز انقلابی در زمینه زیست‌گیاه‌شناسی کرده و می‌تواند نه‌تنها آینده‌ی تولید گوجه‌فرنگی، بلکه آینده‌ی تولید دیگر محصولات کشاورزی را تغییر دهد، این است که ۹۰ درصد گیاهان موجود در آن تحت فرآیند اصلاح ژنتیکی با استفاده از ابراز جدید و انقلابی ویرایش ژنی کریسپر (Crispr/Cas-9) تولید شده‌اند. لپیمن و جویس ون اک (Joyce Van Eck)، یار و همکار قدیمی او در موسسه Boyce Thompson واقع در شهر ایتاکا در نیویورک از جمله پژوهشگران پیشرو در زمینه‌ی ویرایش ژنی گوجه‌فرنگی و به‌نوعی تبدیل آن به موش آزمایشگاهی دنیای گیاه‌شناسی به شمار می‌آیند. در گلخانه‌ی آن‌ها کلمه‌ی کریسپر تبدیل به یک فعل شده است، هر گیاه یک آزمایشگاه است وجهش ژنتیکی یک عبارت دارای بار منفی نیست.
لیپمن به سمت انتهای گلخانه روانه می‌شود و با دستش یک دسته گیاه گوجه‌فرنگی را نشان می‌دهد. او می‌گوید اسم این نوع از گیاهان، «گیاهان میوه‌ی بزرگ برای بازار» است، گیاهانی که مخصوص بازار صنعتی هستند و میوه‌های آن‌ها در سوپرمارکت‌ها پیدا می‌شود و نه در بازار آخرهفته‌ی کشاورزان. او یک گیاه مخصوص را به ما نشان می‌دهد، گیاهی که تقریبا دو ماهه بود و در اثر سنگینی میوه‌های بزرگ و رسیده‌اش سر خم کرده بود. لیپمن توضیح می‌دهد که این گیاه تحت ویرایش ژنی قرار گرفته و میوه‌هایش به اصطلاح بدون زائده هستند. بیشتر انواع گیاهان گوجه‌فرنگی دارای یک بافت برآمده یا زائده روی ساق خود هستند، درست بالای جایی که میوه شروع به رشد می‌کند. لیپمن این طور توضیح می‌دهد که وقتی گوجه به انتهای رشد خود می‌رسد به خود می‌گوید: «من کاملا رسیده هستم، الان زمان افتادن است!» و سلول‌های این زائده یک سیگنال خودکشی دریافت می‌کنند و به این ترتیب می‌میرند و گوجه به زمین می‌افتد.
این روشی است که طبیعت برگزیده تا دانه‌های گوجه‌فرنگی پخش شوند. اما وجود این زائده برای صنعت تولید محصولات کشاورزی مانند خار است؛ چون هنگام برداشت مکانیزه‌ی گوجه‌فرنگی، این بخش باقی مانده از ساقه‌ی گیاه داخل میوه‌ها فرو می‌رود. پیش از این و قبل از معرفی ابزار کریسپر، گوجه‌های بدون زائده بار آورده شده و به مرحله‌ی تولید صنعتی رسیده بودند؛ اما متاسفانه اغلب این نوع گیاهان دارای جهش‌های ژنتیکی ناخواسته می‌شوند. اما امروزه به لطف ابزار ویرایش ژنی از بروز تبعات ناخواسته‌ی بارآوری و پرورش انواع جدید گیاهان به روش سنتی اجتناب می‌شود. لیپمن در این مورد می‌گوید:
حالا ما می‌توانیم به‌طور مستقیم به سراغ ژن مسئول زائده برویم و آن را به‌صورت مولکولی قیچی کنیم، یعنی باعث یک جهش ژنتیکی شویم. و این ویژگی بدون زائدگی در هر نوع گیاهی که بخواهید را مهیا می‌کند.
در ادامه لیپمن گیاهانی از جنس فیسالیس پرونوسا (Physalis pruinosa) نشان می‌دهد. این گیاه از خویشاوندان توماتیلو (Tomatillo) است که میوه‌های کوچک و آبداری دارد و به گیلاس زمینی معروف است. این گیاه هیچ‌گاه اهلی نشده بود و لیپمن نوع وحشی این گیاه را هیولا می‌نامد. این گیاه بلند، در هم تنیده و دارای خار زیاد است که هر بار تنها یک عدد میوه‌ی کوچک ثمر می‌دهد. در نزدیکی آن گیاه فیسالیس قرار داشت که دانشمندان یک جهش ژنتیکی با نامخود هرسی در آن ایجاد کرده بودند. این گیاه نسبت به گیاه قبلی کوتاه‌تر و کم‌پشت‌تر بود و دارای چند میوه‌ی رسیده بود. لیپمن یک گیلاس زمینی از یکی از این گیاهان جهش یافته چید و آن را به من تعارف کرد.
لیپمن گفت: «اول آن را بو کن. از بوی آن لذت ببر.» بوی جالب و تا حدی استوایی داشت. آن را در دهانم گذاشتم و با اولین گاز زدن ترکیبی از طعم‌های مختلف را احساس کردم. این میوه هم مانند تمام خویشاوند خود یعنی گوجه‌فرنگی، طعمی مرموز داشت و با گذر زمان ترکیبی از طعم‌های ترشی و شیرینی در دهان شما ایجاد می‌کند. ترکیبات بخارشدنی آن باعث پیجیدن رایحه‌ی آن در دهان و بینی شما می‌شود و لذت خودرن میوه را بیشتر می‌کند. لیپمن گفت: «همین الان یک میوه‌ی جهش‌یافته خوردی. اما زیاد نگران نباش.»
همانند اکثرا دانشمندان، لیپمن نیز معتقد است که خوردن محصولاتی که ویرایش ژنی شده‌اند هیچ اشکالی ندارد. اما لبخند موذیانه‌ی او هنگام گفتن نگران نباش حاکی از تایید این موضوع است که دیدگاه همه‌ی دانشمندان مشابه دیدگاه او نیست. در سال‌های اخیر نگرانی‌های زیادی در مورد تغییرات ژنتیکی در گیاهان و محصولات کشاورزی ایجاد شده است. محصولات اصلاح ژنتیکی‌شده یا ترنس‌ژنیک (تراریخته) هم‌چون سویا و ذرت مدت‌هاست که به صنعت غذاهای فرآوری‌شده، محصولات دامی و سوخت‌های زیستی نفوذ کرده‌اند، با این حال نزاع بین طرفداران و مخالفان این نوع غذاها جامعه‌ی آمریکا و دیگر کشورها را دو پارچه کرده است.
معرفی ابزار انقلابی کریسپر، شاید این جدال را تشدید نکرده باشد، اما قطعا بُعد دیگری به آن اضافه کرده است. اکثر گیاهانی که تا امروز ویرایش ژنتیکی شده‌اند از طریق حذف برخی ژن‌ها یا به عبارتی دیگر جهش ژنی ایجاد شده‌اند. در نسل اول ویرایش ژنی گیاهان، ژن‌های جدید از گونه‌های دیگر معرفی نمی‌شدند؛ بلکه برخی ژن‌های یک محصول حذف می‌شدند. اما اکنون پیشرفت و تنوع روش‌های ویرایش ژنی به نگرانی‌ها از جمله نگرانی از آلایندگی محیط‌زیست افزوده است.
اگر بخواهیم دقیق‌تر صحبت کنیم، دانشمندان این گونه استدلال می‌کنند که چون ویرایش ژنی تنها مختص به حذف ژن‌هاست و نه اضافه کردن آن‌ها، بنابراین این گونه اصلاح ژنتیکی شبیه جهش‌های ژنی سنتی است که از طریق فرآیندهای سنتی کشاورزی انجام می‌شده است. شاید این استدلال منتقدان را آرام نکند، اما ظاهرا قانون‌گذاران فدرال را قانع کرده است. محصولات سویا و سیب‌زمینی که اصلاح ژنتیکی شده‌اند، هم اکنون در ایالات متحده کشت می‌شوند و در ماه مارس همین سال میلادی (فروردین) وزارت کشاورزی امریکا اعلام کرد:
محصولاتی که از طریق تغییر ژنی دچار جهش شده‌اند هیچ تفاوتی با محصولاتی که از طریق بارآوری سنتی تولید می‌شوند ندارند و از این رو این محصولات مستلزم نظارت مقرراتی نیستند.
غذای نسل های آینده بشر چگونه تامین می‌شود؟
سوالات بزرگی درمورد آینده‌ی صنعت غذای دنیا وجود دارد. چگونه می‌توان ۹ میلیارد انسان کرهزمین را سیر کرد، چگونه در وضعیتی که وضعیت آب‌وهوای مناطق مختلف زمین دچار ناپایداری کم‌سابقه شده است می‌توان کشاورزی کرد، چگونه می‌توان در شرایطی که عموم مردم بیش از پیش نگران دخالت تکنولوژی در سفره‌ی غذای خود هستند گیاهان مقاوم و غذاهای مغذی تولید کرد.
دانشمندان حوزه‌ی گیاه‌شناسی از ابزارهایی همانند کریسپر و تکنولوژی‌های مشابه دیگر برای شکل‌دهی دوباره به صنعت غذا استفاده می‌کنند. آن‌ها با ویرایش ژن گندم سعی می‌کنند گلوتن آن را پایین بیاورند، سویا را ویرایش می‌کنند تا روغن سالم‌تری تولید شود، سیب‌زمینی را ویرایش می‌کنند تا نگه‌داری آن راحت‌تر و بی‌دردسر‌تر شود و تولید مواد سرطان‌زا هنگام پخت آن کاهش یابد. پژوهشگران در آزمایشگاه‌های صنعتی و آزمایشگاه‌های آکادمیک در تلاشند تا ابزارهای جدیدی برای ویرایش ژنی توسعه دهند، بنابراین تکنولوژی اصلاح ژنتیکی محصولات کشاورزی در آینده تاثیر شدید و همه‌جانبه‌ای بر تمام آن چه که می‌خوریم خواهد داشت.
اشاره به این نکته خالی از لطف نیست که همزمان با توسعه‌ی روش‌های گوناگون برای تغییر ویژگی گیاهان زراعی، تغییراتی نیز در بازار صنایع غذاییایالات متحده رخ داده است و پس از تجمیع شرکت‌های مختلف در یکدیگر اکنون این بازار بیشتر در اختیار سه ابرشرکت قرار دارد. این ابرشرکت‌ها سرمایه‌ی لازم برای استفاده از تکنولوژی جدید را دارند. اما سوال این است: آن‌ها چه استفاده‌ای از تکنولوژی خواهند کرد؟
سویا، ذرت و سیب‌زمینی اصلاح شده به راحتی جذب بازار و زنجیره‌ی غذایی می‌شوند؛ اما در مورد گوجه‌فرنگی موضوع کمی پیچیده می‌شود. اصلاح این محصول یک علامت سوال بزرگ قرمز رنگ در برابر دو طرف نزاع فعلی قرار می‌دهد. این محصول نمایان‌گر تمام قد ابعاد کشاورزی، بیولوژیکی و فرهنگی موضوع مورد مناقشه است. گوجه‌فرنگی، محصولی که خانواده‌ها در حیاط خود می‌کارند، عروس بازار کشاورزان، الماس حیاط‌های پشتی و یکی از غذاهای اصلی گیاه‌خواران است. گلخانه‌ی لیپمن نشان می‌دهد که چطور ویرایش ژنتیکی برخی از ویژگی‌های این محصول را تغییر داده است. لیپمن بوته‌هایی دارد که زودتر گل می‌دهند، یا بوته‌هایی که به نور خورشید حساس نیستند، گیاهانی که خود را هرس می‌کنند تا فضای کم‌تری اشغال کنند و گیاهانی که طوری می‌توان آن‌ها را برنامه‌ریزی کرد که میوه‌ی آن‌ها در مکان‌های مشخصی از ساقه رشد کنند.
سفیر آزما کیان، شرکت فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی از برترین برند های دنیا
توجه: تمامی ماده ها و کیت تحقیقاتی از بیش از ۲۰۰ برند و تامین کننده موجود می باشد!
جهت خرید مواد شیمیایی آزمایشگاهی، تنها کافیست که با ما تماس بگیرید:
02166074277 - ۰۹۱۲۸۳۰۸۰۹۱ - ۰۹۳۵۷۰۰۷۷۴۳
با تشکر مجله دانش شیمی و تیم پایان نامه من
منبع: زومیت
