مهندسی ژنتیک، نوع جدیدی از اصلاح ژنتیکی و افزودن هدفمند یک یا چند ژن دلخواه به ژنوم موجود مورد نظر است و هر ژن نیز در بردارنده‌ اطلاعاتی است که صفتی را در موجود زنده ایجاد کند.

خودکفایی در تولیدات کشاورزی، امنیت غذایی، سلامت و ایمنی انسان و جلوگیری از تخریب محیط زیست از جمله مزایای محصولات تراریخته است.

محصولات تراریخته چگونه تولید می شوند؟

دکتر مطهره محسن پور، سرپرست بخش مهندسی ژنتیک و ایمنی زیستی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی طی مقاله ای که در همایش ملی «مهندسی ژنتیک در خدمت تولید غذای سالم و توسعه پایدار» ارائه شد به بیان چگونگی تولید محصولات تراریخته پرداخته است.

در این مقاله آمده است: «بهبود محصولات زراعی با استفاده از علم ژنتیک قدمت تاریخی دارد و انسان در کشاورزی سنتی همواره در پی انتخاب بهترین گیاه/ بذر برای کشت در سال آتی زراعی خود بوده است.

با شناخت علم ژنتیک، اصلاح‌گران با اطلاع از ژن‌های گیاهی به انتخاب صفات مورد نظر خود اقدام کرده و در این نوع بهبود ژنتیکی که «اصلاح نباتات سنتی» نام گرفته است، ترکیب ژنتیکی گیاهان با ایجاد تلاقی و انتخاب ترکیبات برتر ژنتیکی بهبود داده می‌شود ولی این روش همواره با محدودیت‌هایی نیز مواجه بوده و نه تنها گیاهان باید از نظر جنسی سازگار و دارای قدرت تلاقی باشند بلکه بسیاری از صفات ناخواسته نیز با این تلاقی به نسل بعد منتقل می‌شوند.

در مهندسی ژنتیک، ژن یا ژن‌های مفید از یک موجود برای ایجاد یک یا چند صفت مورد نظر به موجود هدف منتقل می‌شوند. از آنجایی که نیاز به تلاقی نیست، محدودیت انتقال ژن از گونه‌هایی با سازگاری جنسی رفع شده و بنابراین می‌توان از ژن‌های با ارزش هر موجود زنده‌ای برای انتقال به گیاه استفاده کرد.

این روش همچنین بسیار اختصاصی است زیرا می‌تواند تنها صفت مورد نظر را به گیاه منتقل کرده و از انتقال همزمان صفات ناخواسته جلوگیری کند. روش مهندسی ژنتیک را به طور ساده می‌توان در پنج مرحله خلاصه کرد.

مرحله اول، استخراج DNA یا mRNA از موجود مورد نظر است و مرحله دوم کلون‌سازی ژن را شامل می‌شود که طی مراحلی ژن دلخواه از سایر ژن‌ها جداسازی شده و سپس هزاران کپی از آن ایجاد می‌شود.

مرحله سوم، طراحی کاست ژنی است، بدین معنا که ژن مورد نظر بتواند در موجودی متفاوت، عمل اختصاصی خود را انجام داده و صفت مورد نظر را بروز دهد. این کار با برش‌های آنزیمی و افزودن نواحی تنظیمی مناسب به ژن انجام می‌شود. مرحله چهارم انتقال ژن است. از آنجایی که گیاهان از میلیون‌ها سلول تشکیل شده‌اند، انتقال یک کپی از تراژن (ژن انتقالی) به هر یک از سلول‌های گیاه کامل، غیر ممکن است؛ بنابراین می‌توان از کشت بافت گیاهی برای تکثیر توده‌ای از سلول‌های تمایز نیافته به نام کالوش استفاده کرده و ژن مورد نظر را به این سلول‌ها منتقل کرد. ژن جدیدی با روش‌های مختلفی به این سلول‌ها منتقل می‌شود که اگروباکتریوم و زیست پرتابی از معروف‌ترین آنها هستند. هدف اصلی هر کدام از این روش‌ها انتقال ژن یا ژن‌های جدیدی به داخل سلول و الحاق آنها به ژنوم است.

سلول‌های گیاهی پس از انتقال ژن، باززا شده و گیاهان تراریخته را ایجاد می‌کنند. مرحله پنجم شامل ارزیابی‌های مولکولی و آنالیز عملکردی گیاهان حاصل از نظر ایجاد صفت مورد نظر و ارزیابی‌های ایمنی زیستی است تا در نهایت محصولی با برترین کیفیت، سالم و اقتصادی تولید شود.

پیشرفت‌های اخیر مهندسی ژنتیک رویکردهای نوینی مانند ویرایش ژنومی را نیز با استفاده از طراحی نوکلئازهای مختص جایگاه هدف برای توسعه نسل جدید محصولات با صفات جدید و بهبود یافته استفاده کرده و امکان اصلاح دقیق ژنوم را فراهم و در نتیجه، چشم‌اندازی برای تولید محصولات زراعی نوین ایجاد می‌کنند.

فناوری‌هایی نظیر CRISPR-Cas9 و TALEN می‌توانند تغییرات ظریفی از جمله حذف‌های کوچک و تعویض تک باز در ژن هدف را ایجاد کرده و یا با ایجاد شکست دو رشته‌ای هدف‌دار در مکان مورد نظر ژنومی، امکان هدف‌گیری ژن به مکان هدف را از طریق نوترکیبی همتا فراهم و از اثرهای مکانی حاصل از درج تصادفی ژن جلوگیری کنند.

علاوه بر این امروزه دو روش جدید انتقال ژن، یعنی سیس‌ژنتیک و اینتراژتیک، مطرح شده است که گیاهان با مواد ژنتیکی حاصل از گونه خود و یا گونه‌های نزدیکی تراریخته می‌شوند که قادر به انجام تلاقی هستند و حتی در این روش از p-border های گیاهی که شبیه به T-border های آگروباکتریومی هستند برای الحاق در ژنوم استفاده می‌شود.

خودکفایی در تولیدات کشاورزی، امنیت غذایی، سلامت و ایمنی انسان وجلوگیری از تخریب محیط زیست از جمله مزایای محصولات تراریخته است. کشت محصولات تراریخته مقاوم به آفات و بیماری‌ها می‌تواند از مصرف سموم و آفت‌کش‌های مضر شیمیایی جلوگیری کند.

با کشت گیاهان متحمل به خشکی می‌توان بحران آب را کاهش داده و آن را مدیریت کرد. گیاهانی که خواص تغذیه‌ای آنها بهبود یافته و مواردی مثل گیاه پالایی که در آن گیاهان تراریخته قادرند مواد آلایند را از خاک و آب حذف کنند و بسیاری از مثال‌های ارزشمند دیگر، همگی نشان دهنده اهمیت محصولات تراریخته در سلامت محیط زیست، انسان و مزیای ارزشمند این محصولات برای افزایش کیفیت زندگی جامعه خواهند بود.»

منبع: ایسنا