در گفتگو با مهر مطرح شد-بخش دوم
فناوری كریسپر جایگزین تراریخته خواهدشد؟، پایانی بر یك مناقشه قدیمی
گل چرم: با ظهور فناوری نوین مهندسی ژنتیك به نام كریسپر، برخی كشورهای دنیا مجوزهای آزادسازی متعددی برای انواع محصولات ویرایش ژنی شده با روش كریسپر را صادركرده اند.
به گزارش گل چرم به نقل از مهر، در بخش نخست گفتگو با مجتبی پویان مهر، دانش آموخته بیوتكنولوژی و كارشناس سیاست گذاری اقتصادی كه روز گذشته انتشار یافت، سیر تطور انواع روشهای اصلاح مولكولی موجودات زنده مرور گردید و آخرین فناوری حال حاضر در عرصه مهندسی ژنتیك تشریح شد ؛ در بخش دوم و پایانی این گفتگو كه در ادامه می خوانید، به سیاستهای اعمالی كشورهای اروپایی و امریكا در قبال تولید و تجارت محصولات غذایی حاصل از كریسپر و امكان جایگزینی فناوری كریسپر با تراریخته در كشورمان پرداخته ایم. بخش اول گفتگو را اینجا می توانید بخوانید. تابه حال محصولات حاصل از كریسپر تجاری سازی شده اند و یا در مرحله تحقیق هستند؟بله. طبق مستندات مكتوب وزارت كشاورزی ایالت متحده (USDA)، دولت آمریكا تا سپتامبر سال ۲۰۱۷، مجوزهای آزادسازی متعددی برای انواع مختلف محصولات ویرایش ژنی شده را صادر كرده است. برخی از معروف ترین محصولات كریسپری كه هم حالا در بازار آمریكا یافت می شوند عبارت اند از: قارچ خوراكی مقاوم به قهوه ای شدن (با نام تجاری Agicus Bisporus)، سیب زمینی مقاوم به قهوه ای شدن (با نام تجاری Simplot)، كلزای روغنی با عملكرد بالا ( با نام تجاری ™SU Canola)، كتان حاوی روغن مفید (با نام تجاری Camelina sativa)، ذرت حاوی آمیلوپكتین بالا (DuPont Pioneer’s high amylopectin corn).محصولات حاصل از كریسپر در آمریكا، تحت قوانین محصولات تراریخته قرار می گیرند؟ خیر. در حال حاضر در كشور آمریكا محصولات حاصل از كریسپر با عنوان «غیرتراریخته» یا «Non-GMO» مجوز كشت و مصرف گرفته و در بازار یافت می شوند. چراكه همانطور كه پیشتر عرض كردم اساساً شیوه تولید این محصولات متفاوت از محصولات تراریخته است. بنده تصویر برخی گزارشات USDA امریكا را در اختیارتان می گذارم كه صریحاً اشاره می كنند: محصولات حاصل از كریسپر مشمول قوانین تراریخته این كشور نیستند و این تولیدات را نظیر محصولات حاصل از اصلاح سنتی (كلاسیك) معرفی می كنند (شكل زیر).
مواضع كشورهای اروپایی نسبت به این فناوری چیست؟ اشاره كردید كه كشورهای اروپایی سپس چین و آمریكا بیشترین مطالعات را بر روی این تكنیك داشته اند؛ این كشورها در مرحله تحقیقات باقی مانده اند یا به مرز تولید و تجاری سازی هم رسیده اند؟همان طور كه می دانید مقامات كشورهای اروپایی حساسیت هایی نسبت به كشت محصولات تراریخته داشته و دارند و تا جایی كه می دانم تا سال ۲۰۱۶ به غیراز چهار كشور اسپانیا، پرتغال، اسلواكی و جمهوری چك كه مبادرت به كشت ذرت تراریخته كرده اند، باقی كشورها اجازه كشت و تجاری سازی این نوع محصولات را نداده اند. در مورد محصولات حاصل از كریسپر هم گرچه تا حال اتفاق نظری بین كشورهای اروپایی وجود نداشته است، ولی شواهد نشان داده است برخی كشورهای اروپایی این فناوری را پذیرفته اند و تا مرحله تجاری سازی هم پیش رفته اند. بنا به بررسی هایی كه انجام شد، كمیسیون اروپا در پاسخ به مواجهه این اتحادیه با محصولات حاصل از كریسپر، اعلام نموده بود كه موضع رسمی كل اتحادیه اروپا در مورد محصولات حاصل از ویرایش ژنی را در اواخر سال ۲۰۱۸ اعلام خواهدنمود. اخیراً هم بنا بر اخباری كه در رسانه های وابسته به اتحادیه اروپا منعكس میگردد ظاهراً حكم اتحادیه اروپا در مورد محصولات حاصل از كریسپر همان حكم مربوط به محصولات تراریخته خواهد بود. (Wired.com).اما برخی كشورهای اروپایی نظیر فرانسه، فنلاند و سوئد منتظر اعلام حكم اتحادیه اروپا نمانده اند و شواهد از آن حكایت می كند كه این كشورها فناوری كریسپر در كشاورزی را پذیرفته اند و هم اكنون تعدادی محصول غذایی ویرایش ژنی شده نظیر ذرت ODM در فرانسه، كاهوی كریسپری در فنلاند و برخی محصولات دیگر در سوئد تولید و تجاری سازی شده اند. در كشور آلمان باز آژانس های نظارت بر مواد غذایی، بین محصولات GMO و ویرایش شده با CRISPR- Cas۹ تفاوت قائل شده اند. این نشانه ها از آن حكایت می كند كه احتمالاً بزودی محصولات تولید شده توسط كریسپر نسبت به هر نوع خوراكی یا داروی مهندسی ژنی شده دیگری در جهان فراوان تر شوند.در دنیا تابه حال چه محصولات پرمصرفی با فناوری كریسپر تولید شده اند؟ برنج یكی از پركاربردترین غلات در جهان است كه توسط كریسپر ویرایش شده است. این محصول اصلی ترین منبع انرژی خیلی از مردمان قاره آسیا است. تا اواخر سال ۲۰۱۷ حدود ۸۰ مقاله جهت استفاده از كریسپر برای برنج در مجلات معتبر بین المللی گزارش شده است. بنابر این گزاشات، تكنیك كریسپر در برنج می تواند جهش هایی را در جایگاه هدف با كارایی ۱۰۰درصد احداث كند.در مورد صفات كیفی مهمی كه به دنبال افزودن در ژنوم این گیاه با استفاده از كریسپر هستند باز چندین گزارش را مطالعه كرده ام. برای مثال بیماری بلاست یكی از مخرب ترین بیماری های برنج در سطح جهان است كه دانشمندان اهتمام می كنند به واسطه فناوری های مهندسی ژنتیك بر این بیماری فائق آیند. در همین راستا اخیرا یك لاین ویرایش شده برنج مقاوم به بلاست كه در آن ژنهای القا كننده مقاومت به این بیماری (C-ERF۹۲۲ و OsERF۹۲) توسط كریسپر مهندسی شده و درنتیجه سبب بهبود مقاومت به بیماری بلاست شده تولید گردیده است(Zhang et al. ۲۰۱۳; Li et al. ۲۰۱۶، Wang et al. ۲۰۱۶). همین طور دانشمندان یك نوع برنج مقاوم به علف كش را باز توسط كریسپر تولید كرده اند (Sun et al. ۲۰۱۶).از دیگر صفات كیفی كه احتمال می رود در آینده ای نزدیك توسط دانشمندان با روش كریسپر در محصول برنج احداث شود، افزودن ویتامین A به این محصول پر مصرف است. یعنی تولید برنجی كه دارای ژن های لازم برای تولید ویتامین A در بخش خوراكی است؛ چیزی كه به صورت طبیعی در گیاهان برنج رخ نمی دهد. این دغدغه از سال ها پیش در میان بیوتكنولوژیست های گیاهی وجود داشته است. چراكه سالانه حدود نیم میلیون كودك در كشورهای درحال توسعه به سبب كمبود ویتامین A نابینا می شوند. البته برنج غنی از ویتامین A با نام تجاری برنج طلایی یا Golden Rice (این نام به سبب داشتن رنگ زرد آن در مقایسه با برنج سفید است) قبلا توسط تكنیك تراریخته تولید شده است؛ اما فعالان ضد محصولات تراریخته با تجاری سازی این محصول مبارزه كرده و مانع از تولید انبوه این برنج شده اند. با استفاده از كریسپر به احتمال قوی دانشمندان تنها با تغییر ژن هایی كه به خودیِ خود درون برنج فعال می باشند، بدون افزودن ژن خارجی به همین نتیجه خواهند رسید كه این امر می تواند حساسیتها و جنجالهای جنبشهای ضد محصولات تراریخته را باز كم كند.اما دانشمندانی كه روی كریسپر برنج كار می كنند در مرحله مهندسی ژن های دخیل در صفات كیفی متوقف نشده اند و به حوزه مهندسی ژن های مسئول صفات كمّی نظیر عملكرد باز ورود پیدا كرده اند. تولید بذور هیبرید یكی از مؤثرترین راه های افزایش عملكرد در برنج است. محققان آغازین بار از روش Homology-Mediated End Joining ) HMEJ) به كاربرد كریسپر در برنج رسیدند. برای تولید بذور هیبرید برنج لاین های عقیم حساس به دما و حساس به نور برای سرعت بخشیدن به خالص سازی و تولید هتروزیس به وجود آمده اند (Yao et al. ۲۰۱۷; Zhang et al. ۲۰۱۳). طی سال های اخیر، نوكلئاز SSN یا Sequence-Specific Nucleases یكی از قوی ترین ابزارها برای ویرایش هدفمند ژن ها در گیاهان شناخته شده است و تكنیك كریسپر بهترین روش استفاده از این ابزار را در اختیار دانشمندان گذاشته است.اخیراً تیمی از دانشگاه Purdueایالت متحده؛ به رهبری آقای Jian-Kang Zhu، با ویرایش هم زمان ۱۳ ژن دخیل در عملكرد گیاه برنج، موفق به افزایش عملكرد این محصول تا ۳۱ درصد شده اند كه این دستاورد با تكنیك های قبلی مهندسی ژنتیك تقریباً غیرممكن بود.
در مورد گندم چطور؟ برخلاف محصول برنج اما مهندسی ژنتیك و كریسپر در گندم دارای محدودیت هایی است. موفقیت جهش زایی در گندم در محدوده یك تا ۷.۵ درصد است و تا اواخر سال ۲۰۱۷ فقط ۱۰ مقاله در مورد ویرایش ژنی گندم در ژورنال های معتبر بین المللی انتشار یافته است. همچون محدودیتهای مهندسی ژنتیك گندم نسبت به برنج، توانایی پایین باززایی این گیاه است. به طوریكه در گندم نمی توان گیاهان را از پروتوپلاست ویرایش ژنی شده باز زایی كرد. علاوه بر این، ژنوم گندم پیچیدگی های زیادی دارد و كشت بافت این گیاه فرایند زمان بری است كه می تواند دانشمندان را در هزارتوی ویرایش ژنومی این محصول قرار دهد.بااین حال اولین گندم ویرایش شده توسط كریسپر در سال ۲۰۱۴ توسط دانشمندان «آكادمی علوم چین» معرفی شده است. موفقیت ویرایش ژنومی گندم در این گزارش حدود ۵ درصد عنوان شد. البته همین گروه تحقیقاتی موفق شدند گندم های غیر تراریخته ای (Non-GMO) را توسط كریسپر تولید كنند. این تحقیق منجر به تولید گیاهان ویرایش شده غیر تراریخته در نسل اول (T۰) شد و برای این كار دانشمندان باید گیاهان باززایی شده بسیار زیادی را ژنوتایپینگ می كردند تا موتانت های موردنظر را پیدا كنند.این سوژه باز در مورد محصول گندم باید اشاره شود كه روشهای جهش زایی سنتی همچون روش TILLING )Targeting Induced Local Lesions in Genomes) هنوز بسیار جذاب بوده و محققان و اصلاح گران برای اصلاح گندم از آن استفاده می نمایند. چونكه موقعیت تنظیمی به آنها اجازه می دهد تا گیاهان جهش یافته را كشت كرده و تجاری سازی كنند. اما به صورت كلی باید گفت ازآنجایی كه گندم نسبت به جهش زایی بسیار مقاوم است ( دلیل این امر هگزاپلوئید بودن گندم است) و فراوانی ژنی زیادی در این گیاه مشاهده می شود، رغبت اصلاحگران جهت استفاده از روش های اصلاح كلاسیك و سنتی همچنان زیاد است (Global-engage.com).با فراگیر شدن فناوری به روزی مثل كریسپر در دنیا، بهتر نیست كشور ما هم كه چند سالی است بر روی تولید و تجاری سازی محصولات حاصل از تكنیك تراریخته دچار سردرگمی است به سمت این فناوری حركت كند؟ببینید ذات فناوری اقتدارآفرین است و ما باید به سمت بومی سازی تمام فناوری ها، ازجمله فناوریهای نوین مهندسی ژنتیك كه منافع عمده ای را به همراه خود برای كشور به ارمغان می آورند حركت نماییم. صد البته این فناوریهای نوین به خودی خود اصالت ندارند و شیوه كاربرد بشر از این فناوری ها است كه مشخص می كند این ابزار در خدمت انسانیت خواهد بود یا مقابل آن! البته عمده مشكلات كشاورزی در كشور ما اقلیم خشك و شوری خاك است و چون این صفات جزو صفات چند ژنی هستند، تكنیك كریسپر میتواند با ویرایش این نوع ژن ها گیاهانی متحمل به خشكی و سایر تنش های غیرزیستی تولید نماید. ولی نكته ای كه اینجا برایم مهم هست عرض كنم این است كه بنده با ترسیم دوگانه هایی كه مسئولین و متخصصین كشور را بین دو انتخاب مطلق قرار می دهند مخالف هستم. آیا اصلاح كلاسیك خوب است یا تراریخته؟! آیا تراریخته خوب است یا كریسپر؟! این دست دوگانه ها، دوگانه های باطلی هستند كه معمولاً ذهن را به سمت طرفداری از یك سمت و مخالفت با سمت دیگر ترغیب می كنند. همه فناوری ها به شرط اینكه به جا و صحیح، مبتنی بر حل مسائل اصلی كشور و طبق الگوی نظام مند و كنترل شده استفاده شوند، خوب و در خدمت كشور خواهند بود. بدین سبب همانطور كه سپس ظهور فناوری های مهندسی ژنتیك شیوه های اصلاح نباتات كلاسیك همچنان كاربرد دارند و در دنیا منسوخ نشده اند؛ به نظرم فناوری های نسل اول مهندسی ژنتیك باز می توانند سپس فراگیری فناوری های نسل سوم مهندسی ژنتیك (و یا حتی نسل های پیشرفته تر كه بشر بعدها به آنها دست خواهد یافت) كاربردهای صحیحی داشته باشند و گره گشایی كنند. چنانكه ما هم حالا شاهد می باشیم كشورهای مبدع تكنیك كریسپر، تكنیكهای پیشین را كنار نگذاشته اند و همچنان گردش مالی قابل توجهی در حوزه انواع محصولات حاصل از اصلاح كلاسیك و یا برخی محصولات تراریخته تائید شده دارند. بدین سبب به نظرم بهتر است به جای مشغول كردن ذهن مردم و مسئولین در چارچوب دوگانه های كاذب، دانشمندان و مسئولین كشورمان را به سمت طراحی الگوهای صحیح و بومی بهره برداری از این فناوری های نوظهور؛ به گونه ای كه مخاطراتی برای كشور نداشته باشند و مسائل اصلی ما را حل كنند سوق دهیم.منابع ارجاعی:
Li Q، Zhang D، Chen M، et al (2016) Development of japonica Photo-Sensitive Genic Male Sterile Rice Lines by Editing Carbon Starved Anther Using CRISPR/Cas9. J. Genet. Genomics
Sun Y، Zhang X، Wu C، et al (2016) Engineering Herbicide Resistant Rice Plants through CRISPR/Cas9-mediated Homologous Recombination of the Acetolactate Synthase. Plant Physiol. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004
Wang F، Wang C، Liu P، et al (2016) Enhanced Rice Blast Resistance by CRISPR/Cas9-Targeted Mutagenesis of the ERF Transcription Factor Gene OsERF922. PLoS One. doi: 10.1371/journal.pone.0154027
Yao X، Wang X، Hu X، et al (2017) Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9. Cell Res 27: 801–814. doi: 10.1038/cr.2017.76
Zhang H، Xu C، He Y، et al (2013) Mutation in CSA creates a new photoperiod-sensitive genic male sterile line applicable for hybrid rice seed production. Proc Natl Acad Sci. doi: 10.1073/pnas.1213041110
www.global-engage.com/agricultural-biotechnology/crisprcas9-technology-rice-and-wheat
www.wired.com/story/european-ruling-could-slow-africas-push-for-crispr-crops
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب