محصولات خوراکی مهندسی شده

[پیمان هادی فرکوش]

محصولات خوراکی مهندسی شدهاگرچه «زیست فناوری» و «اصلاح ژنتیکی» معمولاً به جای هم استفاده می شوند، اما اصلاحات ژنتیکی مجموعه ای از فناوری ها است که ساختار ژنتیکی موجود زنده از قبیل جانور، گیاه یا باکتری را تغییر می دهد. و زیست فناوری اصطلاح عمومی تری است، که به استفاده از موجودات زنده یا اجزای آنها، از قبیل آنزیم ها، برای تولید محصولات، از جمله محصولات خوراکی اشاره دارد.ترکیب کردن ژن ها از ارگانیسم های مختلف به عنوان «فناوری DNA نوترکیب» شناخته می شود و حاصل آن را اصلاح یا دستورزی ژنتیکی، مهندسی ژنتیکی یا تراریخت (Transgenic) می گویند. محصولات تراریخت شامل داروها، واکسن ها، خوراکی ها، ترکیبات غذایی، خوراک های دامی و الیاف می باشد.

http://img.tebyan.net/big/1390/04/773516846170160146168194881088729179215242.jpg
خوراکی های تراریخت چیست؟
اصطلاح خوراکی های تراریخت یا GMO ها معمولاً برای اشاره به محصولات گیاهی و کشاورزی که برای مصرف انسان یا حیوانات با استفاده از آخرین تکنیک های زیست مولکولی مهندسی شده اند به کار می رود. این گیاهان به منظور ارتقای ویژگی هایشان، مانند افزایش مقاومت به علف کش ها یا بهبود مواد مغذیشان، در آزمایشگاه اصلاح می¬شوند. بهبود صفات مورد نظر به طور سنتی از طریق دورگه گیری و پرورش گیاه صورت می گیرد، اما این متودها بسیار وقت گیر هستند و اغلب خیلی دقیق نمی باشند. از سوی دیگر، مهندسی ژنتیک، می تواند گیاهانی با همان ویژگی های مورد نظر، با سرعت بسیار بیشتر و دقت بالا، ایجاد کند. برای مثال، ژنتیک دانان گیاهی، می توانند ژنی را که مسئول مقاومت به خشکی است از گیاهان مقاوم به خشکی استخراج کنند و آن را در ژنوم گیاه دیگری جای دهند. گیاه تراریخت جدید همانند گیاه دهنده ی ژن، ویژگی مقاومت به خشکی را بدست می آورد.نه تنها ژن ها را می توان از یک گیاه به گیاه دیگر منتقل کرد، بلکه می توان ژن های موجودات غیر گیاهی را نیز به کار برد. بهترین مثال شناخته شده از انتقال ژن از غیر گیاه به گیاه، استفاده از ژن های B.t یا Bacillus thuringiensis در ذرت و دیگر محصولات کشاورزی است. B.t یک باکتری طبیعی است که پروتئین های کریستالی تولید می کند که برای لارو حشرات کشنده است. ژن های پروتئین کریستالی B.t. به ذرت منتقل شده اند و ذرت را قادر ساخته اند که خودش ضد حشراتی نظیر کرم ذرت خوار اروپایی (European corn borer)، آفت کش تولید کند.



http://img.tebyan.net/big/1390/08/1668204686242752262104315212443194999.gif
چگونه ایمنی غذایی، محصولات تراریخت ارزیابی می شود؟
ارزیابی ایمنی غذایی تضمین کننده ی این است که یک ماده ی غذایی خاص، در هنگام آماده سازی یا استفاده از آن باعث آسیب به سلامت بدن نمی شود. پروتکل گسترده ی ارزیابی ایمنی غذایی محصولات تراریخت، با مشاوره های متخصصان سازمان سلامت جهانی World Heath Organization (WHO) و سازمان غذا و کشاورزی (FAO)، که هر دو تحت مجموعه ی سازمان ملل اند، تدوین شد. در آنالیزها، محصولات از جنبه های مختلف تغذیه ای ( آیا از نظر تغذیه ای با همتای سنتی اش برابری می کند؟)، سم شناسی ( آیا این محصولات حاوی عناصری اند که به سلامت انسان و محیط زیست آسیب برساند؟) آلرژی زایی یا آلرژنیسیتی ( آیا اینها عناصری دارند که منجر به واکنش های آلرژیک در افراد شوند؟) و دیگر جنبه ها مورد ارزیابی قرار می گیرند.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1138210022631198221817713317910715360170168.jpg
FAO و WHO موضوع را در ایمنی غذایی محصولات تراریخت از طریق مفهوم هم ارزی ذاتی مورد توجه قرار داده اند. این روش تلاش می کند تا اطمینان حاصل شود که غذا و یا هر ماده ی حاصل از مهندسی ژنتیک که به عنوان غذا معرفی می شود به بی خطری همتای مهندسی نشده اش است. هم ارزی با همتای مهندسی نشده همچنین نقطه ی شروعی است برای نشان دادن شباهت ها و تفاوت هایی که به شناسایی پتانسیل ایمنی و مسائل مربوط به تغذیه کمک می کنند. فرایند ارزیابی ایمنی برای غذاهای تراریخت سخت تر از محصولاتی است که به روش های متداول پرورش می یابند.
آیا مصرف خوراکی های ترایخت بی خطر است؟
محصولات تراریخت از سال 1996 تجاری و در بازار مصرف عرضه شده اند، در مقیاس وسیع در کشورهای توسعه یافته به خصوص در ایالت متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفته و در حال حاضر به عنوان محصولات غذایی و خوراک دام بی خطر به تائید رسیده اند. براساس ارزیابی های علمی سازمان های مختلف از قبیل گزارش مشاوران متخصص FAO /WHO، FDA ، انجمن پزشکی آمریکا، سازمان مواد غذایی استرالیا، سازمان مواد غذایی نیوزلند، آکادمی علوم برزیل، چین، هند، مکزیک، انگلیس، ایالات متحده و کشورهای در حال توسعه، ایمنی غذاها و خوراک های دامی محصولات تراریخت تجاری، تائید شده است.آیا محصولات تراریخت در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس هستند؟
محصولات B.t. مانند کتان B.t.، سیب زمینی B.t.، بلال B.t. و دیگر محصولات در اولایل 1996 انتشار یافت و روانه ی بازار شد. هم اکنون در کشورهایی نظیر ایالت متحده، کانادا، استرالیا و کشورهای در حال توسعه مانند آرژانتین، چین، آفریقای جنوبی و مکزیک، GMO ها در مقیاس وسیع کشت می شودند. از لحاظ تجاری، لوبیای سویا 40% محصولات تراریخت موجود در بازار ره به خود اختصاص می دهد، ذرت، تنباکو، پنبه، کانولا و گوجه فرنگی در رتبه های بعدی قرار داردند.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1287921915919690102102619412419998216254.jpg
در سال 2002، 58.7 هکتار از مزارع جهان زیر کشت محصولات تراریخت بود. عمده محصولات، لوبیای سویای تراریخت، پنبه، کانولا و بلال است. ایالات متحده ی آمریکا بزرگترین سهم را در سطح زیر کشت محصولات تراریخت دارد ( 35.7 میلیون هکتار) و پس از آن کانادا با 3.2 میلیون هکتار در رتبه ی دوم قرار گرفته است.

[پیمان هادی فرکوش]

گوجه فرنگی تراریخت




اولین محصول خوراکی حاصل از دستورزی ژنتیکی که به بازار عرضه شد گوجه فرنگی به نام Flavr Savr ، طوری مهندسی شده بود که بدون آنکه نرم و شل شود برسد. این گوجه فرنگی توسط شرکت کالیفرنیایی Calgene تولید شد و در سال 1992 به اداره ی غذا و دارو (FDA) ارائه شد. در 17 می 1994 بررسی های FDA بر روی Flavr Savr کامل شد و نتیجه حاصل از آن، نشان داد که Flavr Savr به بی خطری گوجه فرنگی هایی است که با روش سنتی و معمول پرورش پیدا می کنند و استفاده از آمینو گلیکوزید 3" – فسفوترنسفراز II برای توسعه ی پرورش واریته های جدید گوجه فرنگی، کولزا و کتان مورد استفاده در صنایع غذایی، بی خطر است. به این ترتیب در سال 1994 Flavr Savr برای پخش و عرضه در بازار به تائید FDA رسید.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/998718147986118819316523223453719246152.jpg
ویژگی های Flavr Savr


کال ژن امیدورا بود تا با مهندسی ژنتیک سرعت رسیدن گوجه فرنگی را کاهش دهد و به این ترتیب با حفظ رنگ و طعم طبیعی از نرم شدن و له شدن آنها جلوگیری کند و گوجه فرنگی های حاصل در برابر فساد و گندیدن بسیار مقاومت تر خواهند بود. این عمل با افزودن ژن antisens که با تولید آنزیم پلی گالاکتوروناز تداخل ایجاد می کند صورت می گیرد. آنزیم پلی گالاکتوروناز به طور معمول پکتین موجود در دیواره های سلولی را تجزیه می کند و باعث نرم شدن و رسیدن میوه ها می شود که آنها را مستعد خراب شدن و ابتلا به عفونت های قارچی می کند.گوجه فرنگی های اصلاح نشده پیش از رسیدن کامل چیده می شوند چراکه چیدن میوه پیش از رسیدن کامل حمل و نقل راحت تر و طول عمر و تازگی بیشتر در طی پروسه ی خرید و فروش را فراهم می کند. سپس به طور مصنوعی با استفاده از گاز اتیلن که به عنوان یک هورمون گیاهی عمل می کند فرایند رسیده شدن روی آنها صورت می گیرد. ویژگی مورد نظر برای کند شدن نرم شدن گوجه فرنگی های Flavr Savr اجازه می دهد که میوه های بوته رسیده، بدون آسیب دیدن و له شدن و گندیدن بیشتر، مانند گوجه فرنگی سبز و نرسیده، چیده شوند.

http://img.tebyan.net/big/1390/04/65250127111146168191242229926615215414339141.jpg
متود مهندسی ژنتیک مورد استفاده


این گوجه فرنگی زیست- مهندسی شده با میانجی گری آگروباکتریوم برای انتقال وکتور به گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum) تولید شده است. DNA ناقل یا (Transfer-DNA (T-DNA ناحیه ای از پلاسمید القا کننده ی تومور گیاهی (Ti) دستورزی شده است که حاوی توالی DNA کد کننده ی ژن آنتی سنز PG و ژنی به عنوان نشانگر انتخابی است. در طی انتقال و آلوده سازی سلول¬ها گیاهی، بخش T-DNA از پلاسمید به سلول گیاهی منتقل شده و به طور پایدار با ژنوم گیاه آمیخته می شود.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/14912195160120177193228761867116524611330162.jpg
نشانگر یک ژن مقاومت به آنتی بیوتیک، کد کننده ی آنزیم نئومایسین فسفوترنفراز 2 (NPTII) است، که آنتی بوتیک های آمینوگلیکوزیدی مانند کانامایسین و نئومایسین را غیر فعال می کند. این ژن از یک ترنسپازون (1) باکتریای (عنصرTn5 قابل جا به جا شدن از اشرشیا کلی) مشتق شده است و به عنوان نشانگر انتخابی برای شناسایی گیاهانی که T-DNA را دریافت کرده اند و ژنومشان به این ترتیب دستورزی شده است در طی تکثیر و احیایی کشت بافت گیاه در مجاورت آنتی بیوتیک، به کار می رود. بیان ژن NPTII در این گیاهان اثر زراعی نداد و بی خطری آنزیم NPTII به عنوان یک افزودنی خوراکی توسط FDA ارزیابی و تائید شده است (1994).
ژن آنتی سنز PG تحت کنترل تنظیمی یک نسخه از پروموتر 35S از ویروس موزائیک گل کلم (CaMV)، یا دو نسخه ی پشت سر هم از این پروموتر است. بیان ژن NPTII تحت کنترل توالی پروموتر و ترمیناتور از ژن سنتز کننده ی مانوپین موجود در A. tumefaciens می باشد.
مکانیسم کاهش فعالیت پلی گالاکتوروناز در گوجه فرنگی Flavr Savr


وارد کردن یک نسخه ی اضافی از ژن پلی گالاکتوروناز (PG) به ژنوم گوجه فرنگی، که ژن را در جهت مخالف کد می کند و در نتیجه ترجمه ی RNA پیام رسان (mRNA) پلی گالاکتوروناز اندوژن را کاهش می دهد. ژن آنتی سنز پلی گالاکتوروناز نسخه ی معکوس قسمتی از ژن PG گوجه فرنگی طبیعی است که بیان آنزیم پلی گالاکتوروناز اندوژن را پیش از شروع رسیدن میوه سرکوب می کند.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/12748254179133591461472059452157236158139133.jpg
هیبرید شدن رونوشت های mRNA های راست- جهت (sense) و عکس- جهت (antisense) که به ترتیب حاصل رونویسی ژن درونی و بیرونی اند و توالی مکمل یکدیگر دارند، منجر به کاهش مقدار در دسترس mRNA راست- جهت برای ترجمه به پروتئین می شود. کاهش بیان پلی گالاکتوروناز، تجزیه ی پکتین را کاهش می دهد و در نتیجه تخریب دیواره ی پکتینی سلول ها را کند کرده و نرم شدن میوه به تاخیر می افتد همچنین ویژگی های ویسکوزیته ی بهتر را به دنبال دارد.