ذخایر ژنتیکی و زیستی و پدافند غیرعامل

ذخایر ژنتیکی و زیستی، به آن دسته از ارگانیسم‌های قابل کشت از قبیل سلول‌های انسانی، جانوری، گیاهی و میکروارگانیسم‌ها و همچنین بخش‌های قابل همانندسازی آنها، مانند ژنوم، پلاسمید و ارگانیسم‌های زنده، اما کشت نشده و اطلاعات مولکولی و فیزیولوژی و ساختاری که مربوط به آنها هستند، گفته می‌شود.
مراکزی که وظایف تهیه و جمع آوری، شناسایی و تعیین هویت، طبقه بندی، ثبت، حفظ و ذخیره سازی، تکثیر و توزیع این ذخایر را به عهده دارند، تحت عنوان مراکز ذخایر ژنتیکی و زیستی یا Biological Resource Center نامیده می‌شوند.
این مراکز به عنوان یک زیرساخت اصلی برای توسعه‌ی تحقیقات علوم زیستی و زیست فناوری بوده که ضمن نگهداری از ذخایر ارزشمند زیستی، از تنوع زیستی و موجودات در حال انقراض نیز حفاظت می‌نمایند. همچنین تأمین منابع زیستی مورد نیاز در سایر علوم و صنعت نیز از جمله وظایف این گونه مراکز به شمار می‌رود؛ به گونه‌ای که می‌توان آنها را منبعی بسیار مهم برای تولید علم و ثروت برشمرد.
با فراهم ساختن منابع زیستی و اطلاعات مربوط به آنها، از حیث شناسنامه و کیفیت، زیرساخت عملکردی مناسبی جهت تحقیقات و توسعه به وجود می‌آید. از مهم ترین الزامات تحقیقات علمی، تکرارپذیری نتایج یک تحقیق در سایر آزمایشگاه‌هاست که بر همین مبنا، وجود نمونه‌های زیستی شناسنامه دار و ارزشمند و در دسترسی، به عنوان یک رکن اصلی است.
زیست بانک‌ها و عناصر ژنتیکی، اعم از ارگانیسم‌ها و اطلاعات مورد نیاز در زیست فناوری کشاورزی، محیط زیست و کاربردهای پزشکی را فراهم می‌کنند. بدون این مجموعه‌ها، هر استفاده کننده‌ای می‌بایست چرخ را از نو اختراع کند و زمان و هزینه‌های زیادی را برای به دست آوردن ارگانیسم‌ها، ژن‌های آنها و سایر مشخّصاتشان صرف نماید.
اهمیت ذخایر ژنتیکی را در چهار حوزه، به طور ویژه می‌توان بیان نمود:

امنیت غذایی

دستیابی به نمونه‌های گیاهی، همراه با اطلاعات خصوصیات آنها در کشاوری، مانند «ایران» که بیش از هشت هزار گونه گیاهی برای کل قاره‌ی اروپا دارد، یک گنج بی پایان در حوزه‌ی غذایی است تا بتوان در هر گونه شرایط آب و هوایی، از تکثیر آنها در تولید مهمترین منابع غذایی گیاهی بهره برد و استقلال کشور را در نیاز به واردات محصولات گوناگون کشاورزی در بر داشته باشد. تنوع گونه‌های گندم و برنج ایرانی در دنیا کم نظیر بوده و امروزه بزرگترین بانک‌های گیاهی جهان، بخش عمده‌ای از آنها را به خود اختصاص داده است.
محصولات دامی که وابسته به نژاد و گونه‌های دامی می‌باشند، نیازمند دستیابی به حفظ و شناسایی آنها بوده تا در تحقیقات میدانی و آزمایشگاهی بتوان بهره برداری بیش از پیش داشت. همچنین داشتن گونه‌های مختلف دامی، امنیت غذایی در این حوزه را در زمان ورود عوامل بیماری زا افزایش می‌دهد. نقش متنوع میکروارگانیسم‌ها در صنایع غذایی نان، لبنی و سایر موارد تخمیری، امروزه نسبت به قبل افزایش بیشتری یافته و هر گونه تخریبی می‌تواند سفره‌ی غذایی مردم را به چالش بکشاند. سالانه میلیاردها تومان بودجه صرف خرید استارترهای مواد لبنی و نان از منابع خارجی می‌گردد. این در حالی است که کشور ما تنوع بالا و پرارزشی از انواع میکروارگانیسم‌های مورد نیاز در صنعت غذایی را دارد؛ اما نسبت به شناسایی و صنعتی نمودن آنها اهتمام کافی نشده است؛ میکروارگانیسم‌های بومی‌ای که به دلیل طعم و ویژگی‌های خاص می‌توانند معادله را معکوس نمایند و تولید و صادرات آنها برای کشور ارزآوری داشته باشد.
در کلیه‌ی موارد فوق، نکته حائز اهمیت این است که پس از دستیابی به این نمونه‌های زیستی، شناسایی فنوتیپی و ژنتیکی آنها و همچنین نگهداری در شرایط ویژه‌ای که بتوان مجدداً آنها را عاری از هرگونه آلودگی احیا نمود، می‌بایست مورد توجه قرار گیرد. این زنجیره‌ی جمع آوری، شناسایی، نگهداری و تکثیر در صورتی که به طور کامل و استاندارد در کنار هم قرار گیرد، یک پشتوانه‌ی محکم در امنیت غذایی به شمار می‌رود.

امنّیت سلامت

در حوزه‌ی سالامت دو مؤلفه‌ای که سرمایه گذاری و صرف هزینه‌های کلانی را به خود اختصاص داده است، عبارتند از: «تولید دارو» و «واکسن».
- برای تولید دارو از روش‌های زیر استفاده می‌شود:

الف. منابع گیاهی:

داروهای گیاهی که سالانه درآمد میلیارد دلاری را در کشورهایی، مانند «هند» و «چین» و برخی از کشورهای غربی به خود اختصاص داده، روند رو به رشد خود را در بازارهای جهانی همچنان می‌پیماید. بهره گیری از داروهای گیاهی به دلایل متعدد در مصرف فرآورده‌های دارویی رو به افزایش بوده و در کشوری مانند «ایران» که سرشار از این گیاهان بوده است، می‌بایست به عنوان یک محوراساسی در تولید و صادرات مدّنظر قرار گیرد. تأسیس پژوهشکده‌ها و مراکز تحقیقاتی متعدد در دو دهه‌ی اخیر در کشور در حوزه‌ی گیاهان دارویی، خود مؤیّد همین نکته است. برای افزایش سرعت تحقیقات، دستیابی به منابع شناسنامه دار و قابل تکثیر، از مهم ترین نیازها است که در کشورهایی، مانند «آمریکا»، «سوریه» و «کره‌ی جنوبی» در کنار بانک‌های گیاهی، بانک‌های عصاره و اسانس، راه‌اندازی گردیده تا محققان با دسترسی به این منابع، روند سریع تری را در تحقیق بپیمایند.

ب: منابع میکروارگانیسمی

بهره گیری از میکروارگانیسم‌ها در تولید داروهایی، مانند آنتی بیوتیک‌ها و پروبیوتیک‌ها در قرن اخیر، باعث گردیده تا رویکرد بشر نسبت به این موجودات ذره بینی متحول شده و با سرمایه گذاری‌های بسیار کلان، نسبت به جمع آوری و شناسایی آنها اقدام نماید. در سال 2010 م. کشور چین با خرید 128 دستگاه fix برای تعیین توالی ژنوم بیش از 10000 باکتری اقدام کرد.
واردات مواد اولیه‌ی دارویی، خصوصاً آنتی بیوتیک‌ها برای سرمایه گذاری در این حوزه، خود مهمترین دلیل می‌باشد.

ج. منابع سلولی:

از رده‌های سلولی به دو گونه در درمان استفاده می‌گردد. سلول درمانی است که این روش درمانی در سال‌های اخیر در دنیا بسیاری از بیماری‌های صعب العلاج به عنوان یک بارقه‌ی امید، مورد توجه قرار گرفته است و آزمایشات بالینی در بسیاری از موارد، مانند بیماری‌های قلبی، چشمی و پوستی موفقیت آمیز بوده و در سایر زمینه‌ها، همچنان ادامه دارد.
دوم بهره گیری از رده‌های سلولی برای تولید داروهای نوترکیب! تولید داروهای نوترکیب دانش جدیدی است که امروزه در کشور ما نیز داروهای نوترکیب متعددی تولید و راهی بازار شده است.

د. واکسن‌ها

تولید واکسن‌ها برای پیشگیری از ابتلا به بیماری‌های عفونی، اعم از باکتریای و ویروسی یک صنعت بسیار حساس و پردرآمد بوده و هر ساله به دلیل ورود عوامل جدی عفونی شرکت‌های سازنده‌ی واکسن، از این راه سود کلانی را به دست می‌آورند. از مهم ترین نیازهای واکسن، دستیابی به Source مطمئن و شناسنامه دار می‌باشد.
بنابراین وابستگی حوزه‌ی سلامت به منابع گیاهی، میکروارگانیسم‌ها و رده‌های سلولی، بدون شک وجود قوی ترین بانک‌های زیستی را می‌طلبد.

امنیّت اقتصادی

قرن بیست و یکم قرن بیوتکنولوژی است. سرمایه گذاری‌ای که طی چند دهه‌ی اخیر در این صنعت، در کشورهای توسعه یافته رخ داده و اکنون به بهره برداری رسیده، یکی از عوامل موقعیت اقتصادی حال و آینده‌ی آنهاست.
بنابراین توسعه‌ی مراکز تحقیقات و تولید محصولات در حوزه‌ی بیوتکنولوژی، ضمن ایجاد اشتغالی، مواردی همچون تولید ثروت، رفع تحریم و قطع وابستگی را در پی داشته است و از طرفی صادرات غیرنفتی را افزایش می‌دهد که همه‌ی موارد فوق، اقتدار ملی در عرصه‌ی بین المللی را در بر خواهد داشت.

حفاظت از تنوِّع زیستی و موجودات در حال انقراض

عوامل زیادی، موجبات انقراض بسیاری از موجودات و گونه‌های زیستی را پدید آورده‌اند که روز به روز بر تعداد آنها افزوده می‌گردد. موارد ذیل از جمله عوامل مؤثر در پیشبرد انقراض گونه‌های مختلف موجودات زنده به شمار می‌روند:

الف. تغییرات زیست محیطی کره‌ی زمین

این تعییرات به دلیل بهره برداری‌های نامناسب از آبهای زیرزمینی، جنگل‌ها و زمین‌های کشاورزی و تبدیل آنها به جاده‌ها و محل‌های سکونت، همچنین افزایش آلودگی‌های ناشی از سوخت‌های فسیلی و مواد زاید کارخانجات و سرازیر شدن آنها در محیط زیست: اعم از خاک، رودخانه‌ها و دریاها رخ داده است.

ب. جنگ‌ها و استفاده از سلاح‌های فوق مخرّب

بهره گیری از انواع موادّ منفجره، بمب‌های شیمیایی، میکروبی و اتمی
بهره گیری از انواع مواد منفجره، بمب‌های شیمیایی، میکروبی و اتمی، باعث گردیده تا ضمن آسیب به انسان‌ها، انقراض سایر موجودات را نیز در پی داشته باشد.

ج. شیوع بیماری‌ها و آفات و گونه‌های مهاجم

شیوع بیماری‌ها، افات و گونه‌های مهاجم، هر ساله خسارت‌های جبران ناپذیری را در حوزه‌های دامی و گیاهی در پی دارد؛ اما گاهی اوقات، برخی از آنها، از بین رفتن یک یا چند گونه را در پی خواهند داشت.

د. تولید جانداران تراریخت

دستیابی به تکنیک‌های جدید برای بهره برداری بیشتر از منابع زیستی، موجب تولید جانداران تراریخته در گیاهان و جانوران گردیده است؛ اما آنچه می‌بایست در نظر گرفت، حفظ گونه‌های اصلی و غیردستکاری شدہ است تا به فراموشی و انقراض سپرده نشوند.

هـ.. گونه‌های بومی سازگار با شرایط اقلیمی و خطرات بومی

بسیاری از گونه‌های گیاهی و جانوری، تنها با شرایط خاص اقلیمی می‌توانند زیست نمایند و در صورت ناپایداری، شرایط مورد نیاز از بین می‌روند. تغییر محل زندگی آنها یا دستکاری بشر در سال‌های اخیر باعث شده تا بسیاری از این گونه‌ها منقرض گردند.
آنچه در خصوص اهمیت و آسیب پذیری ذخایر ژنتیکی و زیستی گفته نقش و جایگاه مراکز ذخایر ژنتیکی و زیستی را در حفظ و نگهداری این میراث گرانبهای الهی، به بشر نشان می‌دهد.
برای کاهش آسیب پذیری در حوزه‌ی ذخایر ژنتیکی و زیستی، عوامل ذیل می‌بایست در اولویت سرمایه گذاری و برنامه‌ها قرار گیرد:

تقویت و توسعه دانش کارشناسان و متخصّصان

با توجه به اینکه روش‌های شناسایی، نگهداری و تکثیر، روز به روز دستخوش تحول می‌گردند و دستیابی به این روش‌ها و دانش فنی، از مهم ترین ابزارهای یک بانک زیستی است، بنابراین تداوم آموزش، تقویت و توسعه‌ی دانش افرادی که در این مراکز فعالیت می‌نمایند، یکی از مبانی کاهش آسیب پذیری به شمار می‌رود.

توسعه‌ی تجهیزات

هرگونه ابزار و وسایلی که توانمندی مراکز در جمع آوری، شناسایی، نگهداری و تکثیر را افزایش دهد، آسیب پذیری ذخایر را کاهش و تعداد نمونه‌های قابل ارائه را افزایش خواهد داد.

استاندارد نمودن روش‌ها و شرایط نگهداری

روش‌های مختلفی جهت نگهداری نمونه‌های زیستی، اعم از گیاهی، میکروبی و سلولی وجود دارد؛ اما در صورتی که استانداردهای مربوطه رعایت نگردند، آلودگی و عدم احیا از مهم ترین آسیب‌هایی است که نمونه را درگیر می‌نماید.

استاندارد نمودن محلّ مخازن

برخورداری از شرایط فیزیکی مناسب، مانند مقاومت به زلزله‌های شدید، پیشگیری و حفظ از آتش سوزی، تجهیز به سیستم‌های هشدار دهنده و برخورداری از برق اضطراری، از جمله مواردی است که محلّ مخازن می‌بایست به آن مجهز باشند.

نگهداری نمونه‌ی پشتیبان درون و خارج از مرکز

برای افزایش ضریب اطمینان از حفظ نمونه‌های زیستی، لازم است که ضمن نگهداری درشرایط استاندارد، یک نسخه‌ی پشتیبان در همان مرکز نگهداری گردد. همچنین در نقطه‌ای خارج از مرکز نیز یک نسخه‌ی پشتیبان نگهداری شود.

شناسنامه دار نمودن نمونه‌های زیستی

نمونه‌های زیستی که فاقد شناسنامه باشند، نسبت به نمونه‌های شناسنامه دار اهمیت کمتری داشته و لذا از حیث شرایط نگهداری ممکن است که به خوبی نگهداری نشوند. نمونه‌های شناسنامه دار به دلیل آنکه ویژگی‌های آنها به خوبی مشخصی گردیده است، به خوبی قابل تفکیک بوده و در صورتی که جابجایی صورت پذیرد، مجدّداً قابل شناسایی هستند.

به کارگیری روش‌های شناسایی عوامل بیولوژی آلوده کننده

شناسایی عوامل بیولوژی که در زیستگاه‌ها و مخازن، باعث آلودگی نمونه‌های زیستی می‌گردند. از مهم ترین عوامل کاهش آسیب پذیری بوده و راه‌اندازی روش‌های متعدد و بهره گیری از تکنیک‌های آنها از موارد ضروری است.

ثبت گونه‌های زیستی

گونه‌های زیستی که در یک سرزمین وجود دارند ممکن است ویژگی‌های منحصر به فردی داشته باشند که در زمان حال یا آینده بهره برداری‌های مهمی از آنها صورت گیرد. در صورتی که این گونه‌ها بر اساس شناسنامه‌های مولکولی و فنوتیپی در داخل و حتّی خارج ثبت شده باشند، هرگونه بهره برداری منوط به اخذ مجوز از مالکان آنها خواهد بود. بنابراین ضمن شناسایی و نگهداری نمونه‌های زیستی، می‌بایست تمهیدات لازم جهت ثبت آنها اندیشید.
به طور کلی، مراکز ذخایر ژنتیکی و زیستی از مهم ترین زیرساخت‌هایی است که برای حفظ و حراست از ذخایر زیستی کشور می‌بایست راه‌اندازی گردیده تا با بهره گیری از توانمندی‌های آنها در تولید دانش و محصول به اقتدار و خود کفایی دست پیدا نماییم.

پی‌نوشت‌ها:

1. استادیار ژنتیک مولکولی جهاد دانشگاهی، رئیس مرز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران
fazali@ibreir.

منبع مقاله :
واحد پژوهش مؤسّسه ی فرهنگی موعود عصر (عجل الله تعالی فرجه الشریف)؛ (1394)، بیوتروریسم، تهران: هلال، چاپ اوّل.