آیا دستکاری ژنتیکی راه حلی برای بحران گرسنگی در جهان است؟

تصویر 1: آیا علم می تواند به جلوگیری از بحران غذا در کشورهای در حال توسعه کمک کند؟
 

طبق برنامه ی جهانی غذا، 795 میلیون نفر (یک نفر از هر نه نفر) غذای کافی برای زندگی سالم و فعال ندارند. و این وضعیت با بحران غذایی بعدی بدتر خواهد شد. در سومین کنفرانس بین المللی گرمایش جهانی و امنیت غذایی کارشناسان پیش بینی کرده اند که بحران غذایی بعدی چهار سال آینده رخ خواهد داد.

رشد بی سابقه ی جمعیت، افزایش درگیری ها و جابجایی ها، فجایع طبیعی و ظهور بیماری های همه گیر از جمله عواملی هستند که پیچیدگی های امنیت جهانی غذا را در طی سال های پیش رو تشدید می کنند. بلایای طبیعی اخیر در کشورهای صادرکننده ی مواد غذایی آسیایی و آفریقایی و همین طور مناطقی مانند کالیفرنیا ممکن است باعث تسریع این بحران شود.

با توجه به مشکلات پیش رو، تکنولوژی‌ای که باعث بهبود و افزایش تولید مواد غذایی گردد یک پیشرفت مطلوب تلقی می شود. از این رو لازم است برای حل این مشکلات، در زنجیره ی غذایی کشاورزی راه حل های نوین و جسورانه ای، مانند دستکاری ژنتیکی محصولات را امتحان کنیم. در حالی که محصولات تراریخته می تواند بهترین امید برای نیاز تغذیه ای رو به افزایش سیاره ی  ما باشد، اما بایستی تولید این محصولات در یک چهار چوب نظارتی انجام شود و خطرات احتمالی آن برای کشاورزان و مصرف کنندگان و محیط زیست بررسی و برطرف شود.

محصولات تراریخته در جهانِ در حال توسعه

با استفاده از دستکاری ژنتیکی محصولات می توانیم انواع محصولات مورد نیاز کشاورزان در مقیاس کوچک، با ارزش غذایی بالا، پر بازده و مقاوم در برابر خشکی و آفات تولید کنیم. برای مثال، دانشمندان در شرکت زیست فناوری سلکتیس با از کار انداختن یک ژن توانستند عمر سیب زمینی ها را افزایش دهند. این ژن مسئول تجمع قند در قسمت غده مانند سیب زمینی است. با استفاده از این تکنیک، همچنین توانستند تولید آکریلامید در سیب زمینی که عامل ایجاد سرطان است و غالباً هنگام سرخ شدن تولید می شود، را کاهش دهند.

در حال حاضر در کشورهای آفریقایی مانند بورکینا فاسو، مصر و جنوب آفریقا علاوه بر پنبه ی تراریخته، سویا و ذرت تراریخته نیز تولید می شوند. در بیشتر کشورهای آفریقایی محصولات تراریخته همچنان ایده ای بعید و دور است. با وجود پیشرفت های مهم در زمینه ی اقتصاد و کشاورزی، بنا به اعلام سازمان غذا و کشاورزی، آفریقا همچنان کمترین امنیت غذایی در بین قاره ها را دارد. یک سوم جمعیت قاره ها دچار سوء تغذیه هستند. سوء تغذیه ی مزمن یا گرسنگی پنهان که اغلب به چشم نمی آید، آسیب رسان و کشنده است. اگر کودکان به مواد مغذی دسترسی داشته باشند می توانیم از مرگ و میر بیش از نیمی از کودکان در جهان جلوگیری کنیم.

اصلاح ژنتیکی چگونه است؟

به طور معمول تولید موجودات زنده ی تراریخته از طریق الحاق ژن جدید به ماده ی ژنتیکی یک گیاه یا حیوان انجام می شود. اما تکنیک دیگری که به عنوان اصلاح ژنتیکی گیاه، حیوان و انسان شناخته می شود، بدون وارد کردن ژن جدید می تواند تغییراتی در ماده ژنتیکی به وجود آورد.

در اصلاح ژنتیکی از کاتالیزورهای زیستی به نام TALEN (آنزیم از بین برنده ی پیوند بین مولکول های DNA) استفاده می کنند و این آنزیم ها به نحوی مهندسی می شوند که بتوانند به هر قطعه ی DNA (ماده ی ژنتیک) متصل شوند. دانشمندان می توانند با وارد کردن این آنزیم ها به سلول های زنده، بخشی از DNA مورد نظرشان را حذف کنند. این روش به نام دستکاری و اصلاح ژنتیکی با استفاده از نوکلئاز (آنزیمی برای حذف پیوندها در ماده ی ژنتیک) مهندسی شده شناخته می شود.

اصلاح ژنتیکی ایده ی جدیدی نیست و پیش از این برای تغییر سلول های بنیادی انسان، کرم ها، ماهی ها، موش ها و احشام استفاده شده است که نتایج موفقیت آمیز متفاوتی در هر گونه داشته است. در آزمایشگاه، با استفاده از آنزیم های TALEN موفق به اصلاح خطای ژنتیکی منجر به بیماری هایی مانند کم خونی سلول های داسی شکل شدند.

در دانش تولید محصولات کشاورزی، اصلاح ژنتیکی برای تولید سیب زمینی هایی با نشاسته ی کمتر و همچنین دانه های سویای حاوی میزان بالاتر امگا سه، به کار برده شده است. نخستین استفاده ی تجاری از این تکنولوژی در سال 2018 در آمریکا برای تولید نوع تغییر یافته ی گیاه کانولا صورت گرفت. گیاه کانولای جدید به گونه ای طراحی شده است که حتی با اضافه کردن علف کش های مخصوص برای کنترل و از بین بردن علف های هرز مقاوم به گلیکوفسفات، به خوبی رشد می کند. هم اکنون بحث بر سر استفاده از این روش برای دستکاری فتوسنتز گیاهان به منظور تولید بیشتر مواد غذایی است. محققان در مؤسسه ی پژوهشی بین المللی برنج در فیلیپین، گیاهان برنج را به گونه ای مهندسی ژنتیکی کرده اند که قادر به دریافت انرژی بیشتری از نور خورشید هستند.

خطرات در کنار مزیت های آن

روش هایی که برای مهندسی ژنتیک به کار می رود کاملاً بی خطر و عالی نیستند. در گذشته خطاهای ژنتیکی قابل توجهی توسط تکنیک های دستکاری ژنتیکی به وجود آمده است. در مدل های آزمایشگاهی در گیاهان، ماهی ها و سلول های انسانی اتفاق هایی ناشناخته باعث ایجاد جهش های ژنتیکی ناخواسته گردید که گاهی با نتایج کشنده همراه بودند.

امروزه تردیدهای زیادی درباره ی اثر موجودات زنده ای که اصلاح ژنتیکی شده اند، بر محیط زیست و سلامتی وجود دارد. در حالی که اصلاح ژنتیکی به این روش، ماده ی ژنتیکی جدیدی را وارد سلول نمی کند اما به هر ترتیب ترکیب محصول را به صورت اساسی تغییر می دهد. در حال حاضر تحقیقات برای تقویت این تکنیک ها، کاهش شیوع جهش های ژنتیکی ناخواسته و تقویت ایمنی غذایی محصولات اصلاح ژنتیکی شده ادامه دارد.
 

تصویر 2: برنج طلایی که ژن تولید بتا کاروتن (نوعی آنتی اکسیدان مفید) به ماده ی ژنتیکی آن افزوده شده است.

170 میلیون هکتار از سطح جهان به کشت محصولات اصلاح ژنتیکی شده اختصاص دارد و این رقم در حدود 11 درصد کل زمین های زراعی قابل استفاده است. برای مثال در مورد برنج طلایی قول داده اند که می تواند زندگی کودکانی که دچار مرگ و میر ناشی از کمبود ویتامین A می شوند را به مدت یک سال تأمین و حفظ کند. با این حال اجازه ی استفاده از آن در بسیاری شرایط داده نشده است.

هم اکنون جهان به تولید غذایی با ارزش غذایی بالاتر و سازگار با محیط زیست احتیاج دارد. اصلاح ژنتیکی بیشتر محصولات غذایی تنها در صورتی قابل قبول است که همراه با مکانیسم های نظارتی معقول برای اطمینان از ایمنی روش های جدید تولید غذا باشد.

 

منبع: یوتایب افیونگ - University of Michigan و رمضانی نور - Harvard University