سناریوهای آینده زیست فناوری

  • 177 views
Uploaded on

Scenarios on the future of biotechnology

Scenarios on the future of biotechnology

More in: Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
177
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
4
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. ‫سناريوهاي آينده زيست فناوري‬ ‫اسماعيل عابدي – مریم مالحسينی‬
  • 2. ‫مطالب ارائه شده:‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫مقدمه‬ ‫وضعيت فعلي صنعت زيست فناوري‬ ‫آينده زيستفناوري‬ ‫درمانهاي انساني‬ ‫زيستفناوري کشاورزي‬ ‫زيستفناوري صنعتي‬ ‫محاسبات بيولوژيکي‬ ‫علم مواد‬ ‫مهندسي زيست‬ ‫مهندسي زيستي محيط زيست‬ ‫‪ ‬فناوري هاي محرك انقالب زيستفناوري‬ ‫‪ ‬مفاهيم بلوغ زيستفناوري‬ ‫‪ ‬سناريوهاي آينده زيستفناوري‬ ‫‪ ‬نتيجه گيري‬ ‫‪ ‬منابع‬
  • 3. ‫چکيده‬ ‫بخش عمده اي از تحقيق و توسعه در زیستفناوري در یک سرعت سریعی بلوغ یافته است و ممکن‬ ‫است به زودي با یکدیگر همگرا شوند. ای بخشهاي زیستفناوري در حال ظهور، شامل محدودهاي‬ ‫از توسعه داروهاي جدید و مواد دارویی، غذاهاي مهندسی شده ژنتيکنی، ننتنرل فرنینندهاي تو يند‬ ‫صنعتی و دستگاه هاي محاسبات بيو وژیکی مبتنی بر ایجاد مواد جدید صننعتی و دسنتگاههایی بنر‬ ‫اساس ساختارهاي بيو وژیکی و استفاده از زیستفناوري در تو يد مواد غذایی می باشند. هنر ینک از‬ ‫ای بخشهاي پژوهش پتانسيل قوي براي واننشهاي اجتماعی را نياز دارد. در بررسی تنثیير بنا قوه‬ ‫فناوري زیستی در جامعه، دو محرك اساسی مویر بر پذیرش اجتماعی زیستفناوري شرح داده شده‬ ‫است. اول، درنمد حاصل از ادغام فناوريهاي مورد استفاده جامعه تا چه حد است و تا چه حد درك‬ ‫زیستفناوري را به شدت تحت تایير قرار میدهد. دوم، درجنه اي ننه منردم در نهاینت مح نو ت‬ ‫بيوتکنو وژیکی بدست نمده و فرنیندهاي جایگزی مشنرو و قابنل اعتمناد بنه مح نو ت فعلنی را‬ ‫میپذیرند چقدر است! ممک است هر دو بازار تقاضاي تبليغ سياست هاي عمومی را شکل دهند. در‬ ‫ای تحقيق چهار سناریوهاي جایگزی مجزا براي نینده زیستفناوري نشان داده شده است و مفاهيم‬ ‫ای حا ت مورد بحث قرار گرفته است.‬
  • 4. ‫مقدمه‬ ‫از او ي شهرك هاي نشاورزي به بعد، بشریت همواره به دنبال ننترل محيط طبيعنی ننهنا میباشند.‬ ‫مح و ت براي ارائه غنذاهاي مذنذي تنر پنرورش داده شندهاند و در این بني رونند پنرورش رت و‬ ‫دام و حيوانات خانگی اهلی از طریق صدها نفر از نسل پرورش ننترل شده بودند. پمادهاي شفادهنده و‬ ‫درماننننده از گياهان و ریشه هاي نشت توسعه داده شده اسنت. هنزاران سنال بعند، عننوان انقنال‬ ‫صنعتی در سراسر اروپا گذشت، زمينه هاي نظري و تجربی فيزیک، شنيمی و مهندسنی مندرن و علنم‬ ‫ریاضيات در ميان روشنگري ادبی، موسيقی، و هنري نه انقالبی در جامعه است شکوفا شد.‬ ‫با رشد درك ما از زیست شناسی، تمایل او يه و مداوم بشریت به بهره برداري از جهنان اطنرا ، منجنر‬ ‫گردید زیست شناسان و بازرگانان مختلفی در اواخر 0791‪ s‬با در نظر گرفت اینکنه نینا اهنرم داننش‬ ‫نمایی اخبار به رشد زیست شناسی سلو ی و مو کو ی به مح و ت اسنت ننه منی توانند در بنازار نزاد‬ ‫فروخته شود. با ای مفهوم تو د صنعت زیستفناوري شکل گرفت. صنعت زیستفناوري به شکلی نه ما‬ ‫امروز می شناسيم با تثسيس تکنو وژي ژنتينک در سنال 6791 ایجناد گردیند. از نن شنرو زودرس و‬ ‫منح ر به فرد، تعدادي از شرنت هاي به طور انح اري بر روي مح و ت و فرنیندهاي زیستی ننه در‬ ‫سراسر جهان در یک دوره نسبتا نوتاه از زمان.افزایش یافته و به بيش از 0055 رسيده متمرنز شدند.‬
  • 5. ‫وضعيت فعلي صنعت زيست فناوري‬ ‫از دی ندگاه ب نازار، د ي نل قاب نل ت نوجهی ب نراي خوش نبينی در م نورد ادام نه رش ند ص ننعت وج نود دارد.‬ ‫ن‬ ‫ن ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫فروش مح ول در سراسر جهان به 02 درصد در سال جاري به 31 ميليارد د ر افنزایش یافتنه اسنت.‬ ‫در بخشی از اتحادیه رو به رشد با شرنت هاي شيميایی داروینی بنه شنکل مناسنبی هندایت میشنود.‬ ‫پيچيدگی بازار به تدریج بيشتر در مورد روش هاي ارزیابی است نه به تدریج یبات بيشنتري از قيمنت‬ ‫سهم شرنت هاي دو تی ترویج یافت. با اینکه س ای صنعت نزدیک 52 سال اسنت، در حنال حاضنر‬ ‫یک توده مهم از دانش استراتژیک و عملياتی نينز در دسنترس بنراي هندایت مندیریت ارشند در سنير‬ ‫شرنت هاي خود وجود دارد. در نهایت، تذييرات جمعيت شناختی نيز بنراي مح نو ت علنوم زنندگی‬ ‫مویر است. به طور خاص، پير شدن جمعيت جهان ما در حال نمک بنه ینک تقاضنا بنراي مح نو ت‬ ‫خودرو خدمات بهداشتی و بر حفظ نيفيت زندگی است.‬
  • 6. ‫ادامه ...‬ ‫صنعت زیستفناوري روي چندی تهدید و چا ش تانيند دارد. از حنا تناریخی، درك عمنومی در خ نوص‬ ‫استفاده از مح و ت زیستفناوري دوسوگرا در بهتری حا ت بوده است و در حنال حاضنر منوجی از احتيناط‬ ‫م ر نننده و عدم قطعيت در مورد بسياري از مح و ت، به وینژه بنراي منواد غنذایی وجنود دارد. تع ن‬ ‫عمومی عليه زیستفناوري نشاورزي مح و ت و خدمات به خ وص در اروپا شدت گرفته است ای وضنعيت‬ ‫با درك محدود دو ت و قوه مقننه از زیرسناخت هناي علمنی و فنناوري در حماینت از صننعت زیسنتفناوري‬ ‫تشدید شده است.‬ ‫از چشمانداز فناوري، زیست شناسی هنوز علم با ذی نمیباشد. نرخ انتشافات علمی در بسياري از زمينهها بنه‬ ‫سرعت در حال افزایش است و پيشرفتهاي فناوري هاي بنه شنکل وحشنتنانی رو بنه رشند اسنت. توصنيف‬ ‫ساختاري سيستماتيک، اغل قبل از انتشافات عميق بوجو نمده است و در حال حاضر زیسنت شناسنی بلنوغ‬ ‫یافته از نار توصيفی در حال انجام در سراسر جهان وعده ظهور داده اسنت. در واقن،، زیسنت شناسنی تبندیل‬ ‫توصيف به علم پيش بينی میباشد و در هر دو وضوح و پيچيدگی پرسش و پاسخ هاي تجربی به طور مسنتمر‬ ‫در حال افزایش است. موارد نمونه از موضوعات پژوهش حاضر، در محدوده ژن هاي از بافت ها و ارگان هنا در‬ ‫حال بررسی میباشد. چارچو اساسی زیست شناسی نظري به طور همزمان در زمينه هاي مختلنف در حنال‬ ‫توسعه است، ترویج مطا عات در عمق به عنوان مدل فيزیو وژي تمنام بندن و شنبيه سنازي تکامنل مو کنو ی‬ ‫متفاوت میباشد.‬
  • 7. ‫آينده زيستفناوري‬ ‫بلوغ در حال رشد زیستفناوري متقارن با زیست شناسی میباشد. اگر چنه در حنال حاضنر تمرننز‬ ‫مح ول در بازارهاي درمانی انسانها وجود دارد، و ی به احتمال زیاد یک واژگونی بازار در 02 سنال‬ ‫نین نده، توس نط مح نو ت درم نانی بش نر در نن زم نان، رخ میده ند و احتم نا اقلي نت مح نو ت‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫زیستفناوري در بازار را تشکيل میدهند. همگرایی و هم افزایی طيفنی از ننواحی زیسنتفناوري در‬ ‫حال ظهور، از توسعه داروهاي جدید و مواد مخدر، غنذاهاي مهندسنی شنده ژنتيکنی و بيو نوژیکی،‬ ‫ننترل فرنیندهاي تو يدات صنعتی و دستگاه هاي محاسبات بيو وژیکی گرفته تا ایجاد منواد جدیند‬ ‫صنعتی و دستگاه ها بر اساس ساختارهاي بيو وژیکی و استفاده از زیستفناوري بنه جهنت حفنظ و‬ ‫بهبود تذذیه و محيط زیست جهانی، رشد خواهد داشت.‬
  • 8. ‫بخش هاي بازار و همگرايي تکنولوژي در صنعت زيستفناوري‬ ‫هر ندام از ای نواحی به طور جزئی در شکل زیر شرح داده شده است:‬
  • 9. ‫درمانهاي انساني: در حال توسعه داروهاي جديد‬ ‫خط تو يد مح و ت درمانی هرگز قوي تر نشده اند در حال حاضر تنهنا 834 مح نول درمنانی و داروهناي‬ ‫انسان در حال توسعه است. این مح نو ت در 61 طبقنه عملکنردي قنرار میگيرنند و این طبقنه بنندي‬ ‫بطورگسترده اي به سوي انوا بيماريهایی مانند سرطان، بيماري هاي عفونی، بيماري هاي قلبنی عروقنی و‬ ‫اختال ت ع بی و ایمنی هد قرار داده شدهاند. تا نننون بيشنتری تعنداد مح نو ت در حنال توسنعه در‬ ‫درمان سرطان ها متمرنز شده اند. بيش از 81 سيستم عامل فنناوري در مطا عنه بيمناري هناي بشنر فعنال‬ ‫هستند. رایج تری فناوري در استفاده از وانس ها (مو کول در نظر گرفته شده به محض پاسخ ایمنی خناص،‬ ‫ایجاد م ونيت به سمت تایير فيزیو وژیک است) نه باعث ننتی بادي هاي مونونلوننال بسنيار خناص ( ننتنی‬ ‫بادي هاي تو يد شده براي اهدا منح ر به فرد)، و ژنهاي درمانی میشود. هر یک از ای ها تکنينک هنایی‬ ‫هستند نه در سيستم عامل نونورانه تکنو وژيهناي هيبریندي، ترنين میشنوند و احتمنال سنری، بهبنود‬ ‫ناپيوسته در نارایی و ایربخشی را ارائه میدهند.‬ ‫بسياري از ای مح و ت از طریق یک فرایند تحقيق و توسعه نه اغل نياز به 003 ميليون د ر و 51 سنال‬ ‫توسعه مح ول و زمان نزمون دارد توسعه داده شدهاند. ای فرایند توسعه به طور معمول توسنط ینک سنطح‬ ‫پایدار و محکم از عدم اطمينان در مورد پذیرش بازار نهایی و محدود "بازخورد مشتري مشخص'' اغلن بنر‬ ‫اساس نتایج دقيق نزمایشات با ينی مدیریت میشود.‬
  • 10. ‫زيستفناوري کشاورزي: نسبت رشد اثربخشي و تغذيه غذا‬ ‫از شرو سرمایه گذاريهاي شرنتهاي جهانی، بسياري از شرنت ها در برنامه هاي تحقيق و توسعه‬ ‫تالش قابل توجهی را نغاز نرده اند. پيشرفت بيشتر در رشته مهندسی نشاورزي در نيم قرن بعند از‬ ‫ده هزار سال گذشته ایجاد گردید. به طور سنتی، مح و ت غنذایی ماننند گنندم، رت و بنرنج بنه‬ ‫صورت خيلی نهسته و دشوار از گونه هاي زراعی مختلف پرورش داده میشدند و نتایج نهنایی این‬ ‫نزمایش ها سالها طول نشيد تا شفا گردید. امروزه، ت فيه بنا و مهندسنی ژنتيکنی مح نو ت‬ ‫نشاورزي ممک است در هفته ها و ماه ها به شکل فشرده چرخنه از 001 – 0001 برابنر انجنام‬ ‫شود. تنوعی از ویژگیها براي اصالح ژنتيکی هد قرار داده شدند.‬ ‫اول، مح و ت در حال مهندسی مجدد هستند تا مقاومت زیست محيطی به عنوان مثال (با رفت‬ ‫درجه حرارت و رطوبت و بهبود مقاومت به حشرات و نفات) را افزایش دهند. ای پيشرفت اجازه می‬ ‫دهد مح و ت به طيف با یی از شرایط محيطی نسبت به هر زمان دیگري قبل از رشد مقاوم شوند.‬ ‫در نهایت افزایش ظرفيت از محيط زیست اطرا میباشد.‬
  • 11. ‫ادامه ...‬ ‫دوم، گياهان ممک است به شکل ساختاري تذيير ننند تذييراتی در شنکل بنر ، گلبنر ، انندازه و‬ ‫تذييرات ساقه، شاخه، ریشه و ساختار دانه داشته باشند. ای تذييرات ساختاري منی توانند بنه نناهش‬ ‫انرژي مورد نياز گياهان و افزایش مح ول بيشتر منجر شود. سوم، محتواي تذذیه مح و ت می توانند‬ ‫به طور قابل مالحظه اي از طریق تنظيم مو کو ی و تنظيم درصد نسبی و توزی، روغ ، پروتئي ، چربی،‬ ‫و نربوهيدرات موجود در داخل ميوه، بر ، گل و دانه ها افزایش پيدا نند. گر چه همچنان بنه عننوان‬ ‫یک واننش قابل توجه، شک و تردیدهاي عمومی در مورد غذاهاي مهندسی شده ژنتيکی وجنود دارد،‬ ‫در نهایت چني پيشرفت هاي همچنان براي بهبود سالمت و رفاه جمعيت ت اعدي در حنال رشند منا‬ ‫بوجود نمده است.‬
  • 12. ‫زيستفناوري صنعتي:‬ ‫جايگزين کردن فرآيندهاي توليد عمر صنعتي از طريق زيست شناسي‬ ‫فرنیندهاي تو يد صنعتی به طور سنتی متکی بر درجه حرارت با و انرژي، مواد شيميایی مضر مانند اسنيد،‬ ‫قليایی، سيليکات، و سورفکتانت، و اغل دچار تو يد بنيش از حند فسنفر و نسنل ضنایعات فلنزي خطرنناك‬ ‫میباشند. در مقابل، زیستفناوري وعدهها و واقعيت یک محيط تو يد به مرات مالیم تر و پایدار تنر را ارائنه‬ ‫می دهد. واننشهاي ننزیمی در نقش همان درجه حرارت با و فرنیندهاي انرژي هستند. به گرد هم نوردن‬ ‫واننش دهنده ها در فضا و زمان به ترویج یبات حا ت مينانی از ینک وانننش میپنردازد. سناختار مو کنو ی‬ ‫ننزیمها براي ناتا يز دماي بدن تکامل یافتهاند. واننش ناتنا يز واننشنی معنادل درجنه حنرارت از 000،3-‬ ‫000،5 ‪ C‬میباشد.‬ ‫ای رویکرد ناتا يزوري زیستی را می توان از بدنهاي قوي تر به انوا فرنیندهاي تو يد، منتقنل ننرد ننه در‬ ‫نن ننزیم مانند يپاز، پروتئاز، سلو ز و نميالز را میتوان در محل منواد شنيميایی مضنر و دمنا و اننرژي بنا‬ ‫جایگزی نرد. در عرض 05 سال نینده احتمال دارد نه ای فرنیندهاي تو يد ناتا يزوري زیسنتی بنه حندي‬ ‫مجوز ساخت بيو وژیکی نا هاي م رفی مانند پوشاك، مح و ت پالستيکی، و م نا ح سناختمانی تکامنل‬ ‫یافته و همزمان را بدهد، روش ناتا يزوري زیستی به مونتاژ مح و ت و ماشي ن ت پيچيده تر مانند نوازم‬ ‫خانگی، خودرو، اجزا و قطعات حتی شاید ا کترونيکی نمک مینند.‬
  • 13. ‫محاسبات بيولوژيکي:‬ ‫جايگزين تراشه هاي کامپيوتري مبتني بر سيليکون با کامپيوترهاي فعال‬ ‫دو رویکرد جهت تعریف جریان ادغام علوم نامپيوتر و زیست شناسنی وجنود دارد. اول، طرحهناي‬ ‫ابتکاري مختلف در پيشرفت قدرت محاسباتی اهرم هستند در حنا ی ننه این طنرح هناي ابتکناري‬ ‫افشاي مکانيسم هاي بيو وژیکی را پشتيبانی می ننند اعم از تجزیه و تحليل و مدل سازي ساختار و‬ ‫سازمان در مقياس ژنوم، شبيه سازي تکامل ژنومی در وضوح مو کو ی اطالعات با توجه بنه ا گوهناي‬ ‫پروتئي و ا گوریتم هاي محاسبات مورد استفاده در ه انسان براي انجام پردازش شنناختی چنند‬ ‫ع بی. ای مطا عات در قدرت محاسباتی و خيره سازي حافظه استفاده شده است.‬ ‫رویکرد تعریف شده براي رایانههاي بيو وژیکی در مرنز بر اساس همگرایی بي رایانه هاي بيو وژیکی‬ ‫توزی، شده میباشد و توزی، دستگاه هاي پردازش اطالعات مانند نوازم خنانگی بنه فنناوري تراشنه‬ ‫جاسازي شده بستگی دارد. به طور خاص، دستگاه هاي محاسباتی هاي جاسازي شنده را منی تنوان‬ ‫داخل زیست بسپارها در نتيجه در نامپيوترهاي پوشنيدنی، پنردازش بسنيار توزین، شنده در داخنل‬ ‫دستگاه هاي خانگی و در نهایت، تواب، پردازش اطالعات توزی، شده از طرینق مقيناس فنناوري ننانو‬ ‫سنتز ایجاد نرد.‬
  • 14. ‫علم مواد:‬ ‫در حال توسعه مواد بيولوژيکي براي بهبود ساختار و تابع‬ ‫تنو طبيعی و اتی زیست شناسی یک محيط خو از مناب، به منظور جل در ارتقاء و ایجاد مواد جدیند‬ ‫فراهم می نند. مهندسی مجدد فرایندهاي سلو ی و مو کو ی در بدست گيري نقش ها و تواب، نامربوط بنه‬ ‫شرایطی نه در نن، ای روند براي یک منب، به خ وص غنی نونوري میشود غينر مربنوط اسنت. از طرینق‬ ‫اختالط یکی از اجزاء بيو وژیکی، پيشرفت هاي عملکردي قابل توجهی در منواد موجنود محتمنل اسنت. از‬ ‫حا ساختاري، ساخت مواد ، منسوجات و اجزاي دستگاه تو يند ممکن اسنت زیسنت محنيط را ب نورت‬ ‫نشکار مانيتورینگ ننند نه در نن مو کو هاي زیستی جاسازي شده جنبه هناي اساسنی محنيط زیسنت را‬ ‫حس میننند شرایط محيطی مانند دما، رطوبت، فشار، و خواص مواد را به درستی تنظيم نماید. گسنترش‬ ‫سالح هاي هسته اي از تنظيم موادها نيز محتمل است. به عنوان مثال، تميز نردن خود بنه خنود منواد بنه‬ ‫زودي ممک است وجود داشته باشد، نه در نن مو کو هاي زیستی تعبيه شده فراینندهاي ننزیمنی را اجنرا‬ ‫میننند نه باعث حذ ن ینده هاي بانتریایی یا مواد شيميایی میشود. به شکل اطالعناتی، موادهنا بنا‬ ‫مدارهاي منطقی جاسازي شده و یا دستگاه هاي محاسباتی در فنرم ینا پنردازش اطالعنات ا کترونيکنی ینا‬ ‫بيو وژیکی ساخته میشوند. با جاسازي مواد بستر هاي نرم افزاري تکنو وژي، تعامل با محيط زیست ممکن‬ ‫خواهد بود و می تواند بسيار هماهنگ توسعه یابد و به زندگی نارنمد و ترویج فضاهاي ناري تبدیل شود.‬
  • 15. ‫مهندسي زيست:‬ ‫طراحي مجدد دستگاه هاي بيولوژيکي براي توابع جديد‬ ‫با تلفيق اجزاي بيو وژیکی جهت طراحی عناصر ، انجام وظایف بسيار خاص را می توان با استفاده از‬ ‫مدارهاي بيو وژیکی در درون سلول هاي زنده در نظر گرفت و گسترش ای تواب، به دسنتگاه خنار‬ ‫از بدن را پيش بينی نرد. براي مثال، چندی مکانيسنم بيو نوژیکی بنراي گنرفت و خينره اننرژي،‬ ‫تکامل یافته اند به طور مثال استفاده از نلروفيل به عنوان یک مکانيسم برداشت ننور بنا اسنتفاده از‬ ‫ندنوزی تري فسفات (‪ )ATP‬نه یک مکانيزم خيره سازي اننرژي میباشند. در مفناهيم مهندسنی‬ ‫زیستی، ای ساختارها را می توان براي همان تواب، خود در حا ت غير فيزیو وژینک اسنتفاده ننرد،‬ ‫براي مثال، نلروفيل می تواند براي حس نور عمومی استفاده شود و توابن، را ضنبط ننند، در حنا ی‬ ‫نه ‪ ATP‬می تواند به عنوان اساس شيميایی یک باتري بيو وژیکی بکار برود.‬
  • 16. ‫ادامه ...‬ ‫رویکرد تعریف شده مهندسی زیست شامل طراحی نامل و جدید تواب، براي مو کو هاي در حال حاضر اسنت‬ ‫نه ساختار نن از هزاران سال ب ورت طبيعی بوجود نمده است. به عنوان مثال، ميکرو ارگانيسنم هنا بنراي‬ ‫زنده ماندن و حتی رشد در شرایط گوناگون تکامل یافته اند اعم از جامد شدن یخ در یخچال هاي طبيعی با‬ ‫فشار بسيار با و درجه حرارت ن در نزدیکی منافذ نتشفشانی در بستر اقيانوس. در هر یک از این منوارد،‬ ‫فيزیو وژي ارگانيسم با تذيير مسيرهاي مو کو ی خاص با ای شنرایط مطابقنت میننند. در منورد ميکنرو‬ ‫ها،ننها در ن جوش در فشار فوق ا عاده اي زندگی می ننند، ننزیم هاي ميکروبی براي عملکرد مطلو در‬ ‫ای محيط تکامل یافته اند و ای بهينه سازي طبيعی را منی تنوان جهنت اسنتفاده در درجنه حنرارت بنا ،‬ ‫فرنیندهاي فشار با ي و ه نزمایش در نزمایشگاه بکار برد.. در واق،، ای رویکرد مورد استفاده ، بنراي ایجناد‬ ‫انقالبی در زیست شناسی مو کو ی از طرینق ینک فراینند بنه عننوان زنجينره اي پليمنر از وانننش (‪)PCR‬‬ ‫شناخته شد. روند ‪ PCR‬مجوز تقویت گسترده حتی یک دقيقه مقدار ‪ ،DNA‬را با اسنتفاده از نننزیم هنایی‬ ‫نه در بانتریها تکامل یافته اند، مویر ساخته است. به طور مشابه، تحقيقات به مطا عه در حال انجام اسنت و‬ ‫ترنيبات ضد یخ طبيعی در خون موجودات دریایی پيدا شده و در نهایت اهرم تذييرات شيميایی اساسی در‬ ‫برنامه هاي ناربردي مختلف به عنوان مواد افزودنی براي مایعات موتور خودرو و بافت و رسنانه هناي خينره‬ ‫سازي همراه براي برودتی فرنیندها نشف شده است.‬
  • 17. ‫مهندسي زيستي محيط زيست: تعمير و حفظ محيط زيست‬ ‫براي هر یک از ای چا ش هاي زیست محيطی، عملکرد پانسازي زیستفناوري از طریق تجزینه بيو نوژیکی‬ ‫بسيار ننترل شده و موضعی انجام میشود نه در نن مهندسی ميکنرو ضنایعات زینادي را پنی از منقضنی‬ ‫شدن م ر مینند. ای را می توان با داشت ارگانيسم پاك نننده ميکروبی در یک ترني پيچيده ورودي‬ ‫هاي تذذیه تضمي نرد. بطوریکه زمانی نه عرضه نمی از مواد مذذي م نوعی ایجاد شنده اسنت و م نر‬ ‫فوق ا عاده با میباشد، هيچ ندام براي حفظ ادامه حيات در دسترس نيسنتند. در این روش ممکن اسنت‬ ‫جهت هر دو مسائل زیست محيطی فعلی و پيش بينی مشکالت با قوه نیننده ترسنی جهنت اینکنه راه حنل‬ ‫ممک است ایرات زیست محيطی را بيش از حل و ف ل مشکل اصلی داشته باشد وجود ندارد. همانطور نه‬ ‫در بسنياري از زميننه هناي دیگنر، تنایير قابنل توجنه و متقنابلی از فنناوري انتظنار منی رود. پيشنرفت در‬ ‫ن‬ ‫ن ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن ن‬ ‫ن ن‬ ‫ن‬ ‫زیستفناوري صنعتی، به طنور خناص در تکامنل ننارگردانی پانسنازي و توابن، وابسنتگی تذذینه اي بنراي‬ ‫موجودات پاك نننده وجود دارد.‬ ‫بسياري از چا ش هاي زیست محيطی از استفاده نامنظم فناوري توسعه یافته از زمان انقال صنعتی بوجنود‬ ‫نمده است. اغل ، ای فناوري ها در خانها و ن و هواي ن وده، با مفاهيم گسترده و غير منتظره براي محنيط‬ ‫زیست جهانی است. ای چا ش هاي زیست محيطی ع ر صنعتی،از طریق استفاده عاقالننه از زیسنتفناوري‬ ‫در توسعه پایدار، فرایندهاي تو يدي سازگار با محيط زیست حل و ف ل میشود.‬
  • 18. ‫فنا وري هاي محرك انقالب زيستفناوري‬ ‫مجموعه اي از فناوريهاي عميق قدرتمند و فناوريهاي هم افزایی توسعه یافته اند و بنه طنور منداوم بنه‬ ‫عنوان برنامه هاي ناربردي در حال ت فيه شدن هستند و خود را در زمينههاي متعدد در زیست شناسنی‬ ‫گسترش میدهند. از ت ویربرداري با وضوح با به ژننوميکس، پروتئنوميکس و پنرورش مو کنو ی و دیگنر‬ ‫فناوري هاي محرك پيشرفتهاي علمی و رشد صنعت به سرعت و به شکل بینظينري در حنال گسنترش‬ ‫است.‬ ‫‪ ‬ت ویربرداري با وضوح با : توان دیدن نوچکتر و روش تر قبل از هميشه‬ ‫‪‬‬ ‫بيش از سه قرن پيش، رابرت هوك براي او ي بار از یک ميکروسکوپ ساده به منظور مطا عه ساختمان از‬ ‫چو پنبه استفاده نرد. ای مطا عه نوري مشخص، ظهور زیست شناسی سنلو ی میباشند. مجموعنهاي از‬ ‫ابتکار ف نوري هاي ت ویربرداري اخير ای انقال را تقویت نرد.‬ ‫‪ ‬ژنوميکس و پروتئوميکس: نگاشت پيچيدگی سلولهاي زنده‬ ‫‪‬‬ ‫نقشه برداري از مدارهاي ژنتيکی و پروتئي مبتنی بر تحریک فيزیو وژي مو کو ی به درمان مویر و نارنمد‬ ‫بيماري بسيار مهم پرداخته است. '' ژنوميکس'' اشاره به جرینان تنالش جهنانی بنراي تعرینف و سنفارش‬ ‫مجموعه ناملی از ژن هاي موجود در بدن ما دارد. به طور مشابه، "پروتئوميکس" نشان دهنده خ وصيات‬ ‫و نقشه برداري مجموعه ناملی از پروتئي هاي موجود در بدن ما است .‬
  • 19. ‫مفاهيم بلوغ زيستفناوري‬ ‫بخشهاي تحقيقات و توسعه در حال ظهور نه در با توضيح داده شد بنيانگنذار چهنارچوبی بنراي‬ ‫پيشرفت هاي فوق ا عاده است نه ممک است ایرات گسترده اي بر جامعه داشنته باشنند، بنه طنور‬ ‫با قوه تایيرات فعلی انقال فناوري اطالعات در حال حاضر در حال پيشرفت است. به همنان انندازه،‬ ‫بلوغ زیست شناسی به عنوان یک علم ممک است به شکل طبيعی از دو پرسش اساسی بنه بشنریت‬ ‫درك روشنی را ارائه دهد.‬ ‫واژه زیست فناوري نخستي بار در سال 9191 توسط ناربرد علوم زیسنتی و اینر متقابنل نن هنا در‬ ‫فناوري هاي ساخت بشر به نار برده شد. به طور نلی هر گونه فعا يت هوشمندانه بشر درخلق، بهبود‬ ‫و عرضه مح و ت گوناگون با استفاده از موجودات زنده مخ وصا از طریق دستکاري ژنتيکی ننها در‬ ‫سطح مو کو ی، در حوزه بيوتکنو وژي قرار میگيرد.‬
  • 20. ‫سناريوهاي آينده زيستفناوري‬ ‫دو محرك اساسی زیستفناوري، نقش محوري را در نینده زیستفناوري مینند.‬ ‫اول، درنمد حاصل از ادغام فناوري تا چنه حند اسنت ننه روشنی ننه جامعنه اسنتفاده منی ننند و درك‬ ‫زیستفناوري را به شدت تحت تایير قرار دهد؟ اگر ادغام فنناوري و همگراینی متقابنل ننم بناقی بمانند،‬ ‫مح و ت زیستفناوري نسبتا نادر باقی میمانند نه نياز به بازاریابی گسسته و نمپي هاي فروش بسيار‬ ‫هدفمند است. ، با ای حال، اگر ادغام و همگرایی زیستفناوري صورت بگيرد، تجربه بشریت تقریبا بندون‬ ‫درز زیستفناوري را به نشاورزي، پزشکی، مهندسی و صنعتی مح و ت و فرنیندها ادغام مینند.‬ ‫دوم، درجه اي نه در نهایت مردم مح و ت بيو تکنو وژیکی به دست نمده و فرنیندهاي جایگزی مشرو‬ ‫و قابل اعتماد را به مح و ت فعلی می پذیرد. ممک است هر دو تقاضا بازار و سياسنت عمنومی را شنکل‬ ‫دهند. اگر پذیرش عمومی همه جا صنورت گينرد، پنس منا شنور و شنوق قابنل توجنه بنراي اسنتفاده از‬ ‫مح و ت زیستفناوري با قوه فرنیندها را تجربه خواهيم نرد نه منجر به تالش هاي نموزشی و قوي بنا‬ ‫تمرنز بر استفاده مناس از زیستفناوري میگردد. عالوه بر ای ، حمایت هاي عمومی قنوي بنه احتمنال‬ ‫زیاد در حال حاضر با توجه به سرمایه گذاري هاي در حال ظهور در زیستفناوري رشد خواهد نرد.‬
  • 21. ‫چهار سناريوي زيستفناوري‬ ‫با ا هام از ای مسائل، محنرك هنا نشنان منی دهنند چهنار سنناریوي جنایگزی گسسنته بنراي نیننده‬ ‫زیستفناوري وجود داردنه واقعيت امروز زیستفناوري شکل ‪ low‬میباشد.‬ ‫‪High‬‬ ‫تجمع فناوري‬ ‫"مدينه فاضله"‬ ‫ادغننام بنندون درز و افا بيوتکنو ننوژي در نشنناورزي،‬ ‫شا‬ ‫‪‬‬ ‫پزشکی، مهندسی، فرنیندهاي صنعتی و مح و ت‬ ‫شور و شوق با بنراي اسنتفاده از فرنینندهاي بيوتکنو نوژي‬ ‫‪‬‬ ‫با قوه و مح و ت‬ ‫‪High‬‬ ‫سطح با یی از نگاهی عمومی در مورد پلت فنرم تکنو نوژي‬ ‫‪‬‬ ‫زیر بنایی‬ ‫"حکومت پليسي"‬ ‫ادغننام بنندون درز و پنهااان بيوتکنو ننوژي در نشنناورزي،‬ ‫‪‬‬ ‫پزشکی، مهندسی، فرنیندهاي صنعتی و مح و ت‬ ‫بی اعتمادي عمنومی از همگراینی و اسنتفاده از فرنینندهاي‬ ‫‪‬‬ ‫بيوتکنو وژي با قوه و مح و ت‬ ‫حضورمح و ت ترنيبی در همه جا و اجبنار بنه اسنتفاده از‬ ‫‪‬‬ ‫ف نوري خود، و در نتيجه حاصل شدن خشم عمومی‬ ‫‪Low‬‬ ‫‪High‬‬ ‫"کف زمين"‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫پذيرش عمومي‬ ‫مح و ت بيوتکنو وژي نادر است، حتی زمانيکه نشنکارا مشنخص‬ ‫میشود‬ ‫شور و شوق بنا بنراي اسنتفاده از فرنینندهاي بيوتکنو نوژي‬ ‫با قوه و مح و ت‬ ‫تالش هاي قوي نموزشی و مقننه در خ وص اسنتفاده مناسن از‬ ‫بيوتکنو وژي‬ ‫حمایت عمومی از سرمایه گذاري در زیست فناوري‬ ‫"روز حاضر"‬ ‫مح و ت بيوتکنو وژي نادر است و ی به طنور پرانننده بنه‬ ‫‪‬‬ ‫بازار عرضه شده‬ ‫ش نک و تردیند عمنومی نس نبت بنه اسنتفاده از فرنین ندهاي‬ ‫ن‬ ‫ن ن ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫‪‬‬ ‫بيوتکنو وژي با قوه و مح و ت با ست‬ ‫برنامه هاي نموزشی ضنعيف اسنت منثال در سيسنتم عامنل‬ ‫‪‬‬ ‫بيوتکنو وژي اساسی‬ ‫وجود سردرگمی در همنه جنا در منورد اسنتفاده مناسن از‬ ‫‪‬‬ ‫بيوتکنو وژي‬ ‫‪Low‬‬
  • 22. ‫ادامه ...‬ ‫پذیرش و یکپارچه سازي پایي ف نوري، پيامدهاي ناشی از سردرگمی و عدم اطمينان عمنومی در‬ ‫مورد استفاده از مح و ت زیستفناوري و فرایندهاي ''روز حاضر" را به بار مینورد. تحنت شنرایط‬ ‫یکپارچه سازي با ي ف نوري و پذیرش عمومی با ، جامعه زیستفناوري استفاده از مح نو ت و‬ ‫فرنیندهاي نن را به شکل مشتاقانه و پيچيده "مدینه فاضله" میپذیرد. همزمان، ای صنعت با شنور‬ ‫و نشاط و ریشه هاي مح و ت شفا و فرایندهاي خود، ابزاري براي نفو بيشنتر در بنازار شنناخته‬ ‫میشود و باید جامعه زیستفناوري را در فقدان قابل توجه ادغام و همگرایی صنعت در نغوش بگيرد‬ ‫ننگاه ارزش با یی بر روي نا هاي زیستفناوري و خدماتی نه وارد بازار میشوند قنرار منی گينرد.‬ ‫عالوه بر ای ، مردم به شدت، گسترش مداوم صنعت را پشتيبانی می ننند. در بخش تاریک مسنئله،‬ ‫ممک است جامعه، زیستفناوري را در یکپارچه سازي مهم و همگرایی صنعت رد نند، سپس ارزش‬ ‫نمی ممک است روي نا و خدمات زیستفناوري در بازار قرار گيرد. در ای سنناریو، خشنم و بنی‬ ‫اعتمادي عمومی از زیستفناوري، رفتارهایی را تحریک مینند نه ماهيت واقعی نا ها و خدمات را‬ ‫توسط صنعت (" حکومت پليسی'') ارائه میدهد. ندام یک از ای حا ت بيشنتر بنه دقنت مننعکس‬ ‫نننده جامعه ما در نینده نزدیک بر اعمال و رفتار امروز ما بستگی دارد؟‬
  • 23. ‫ادامه ...‬ ‫براي جلوگيري از ف نوري سناریو '' نف زمي '' نياز است ننه در حنال حاضنر جناحهناي قطبنی در‬ ‫جامعه وارد محاوره اي باز و سازنده با یکدیگر شوند، نه در نن سيستم هاي ارزش هر گنروه بنه عننوان‬ ‫زمينه هاي مشترك محدود میشوند. براي به حداقل رساندن نانامی هناي بنا قوه سنناریوي مردمنی،‬ ‫رویایی متقابل صنعت و توسعه نس و نار، نياز به حمایت با یی از طيف گسترده مناب، ما ی حتی در‬ ‫شرایطی نه درنمد نوتاه مدت است دارد. براي حرنت به یک سناریوي تخيلی، جامعه نياز به سنرمایه‬ ‫گذاري در چشم انداز نینده دارد در حا ی نه به طور همزمان بنه حنل و ف نل تناقضنات حنال حاضنر‬ ‫میپردازد. از طریق ای دوگانگی، پتانسيل ناملی از صنعت زیستفناوري می تواند تحقق یابد.‬
  • 24. ‫نتيجه گيري‬ ‫درحال حاضر همکاري انفجاري در زیستفناوري، همکاري است نه محرك علوم پزشکی، نشاورزي،‬ ‫محاسبات، مهندسی و فرایندهاي صنعتی است نه به ميزان قابل مالحظه اي موجن افنزایش بهنره‬ ‫وري، نارنمدي و پایداري زیست محيطی میشنود. همگراینی سنری، زیسنتفناوري، فنناوري ننانو و‬ ‫فناوري اطالعات قری ا وقو است و منجر به تذييرات عمينق در طينف گسنترده اي از مح نو ت‬ ‫طراحی شده، تو يد شده و استفاده شده میگردد. عالوه بر ای ، ما در حال ورود به دوره اي از تکامل‬ ‫هستيم نه بيش از حد توسط بشریت خودگردانی میشود بطوریکه انسنانها در موقعينت طراحنی و‬ ‫ایجاد نامل مو کول هاي جدید، مسيرهاي بيوشيميایی، بافت، سيستم هاي بدن و اشکال زندگی قرا‬ ‫رگرفته اند. پيامدهاي اخالقی و اجتماعی ای پيشرفتهاي تکنو وژیکی ممک است متناو باشد.‬ ‫در اواخر قرن گذشته زمانی نه پيشرفت هاي فناوري تنایير مشنابه اجتمناعی وجنود داشنته اسنت،‬ ‫انقال صنعتی همزمان سه مفهوم اساسا جدیدي را براي بشریت متبلور شده است.‬
  • 25. ‫ادامه...‬ ‫اول، بخش بزرگی از جامعه ما نشف نرده اند نه بشریت در مرنز جهان نيسنت. در واقن،، چنند صند سنال‬ ‫پيشرفت در فناوري و تجزیه و تحليل تلسکوپ نجومی نشان داد نه جهان به دور زمني نمیچرخند، بلکنه،‬ ‫زمي یک سياره نوچک واق، در یک سيستم خورشيدي است نه در حاشنيه و دور ینک نهکشنان نوچنک‬ ‫میچرخد. جهان در زمان در مقياس فضایی غير قابل ت وري میباشد، تنزل بشریت به یک به دور، از ینک‬ ‫نل بسيار دورتر میباشد.‬ ‫دوم، ای شناخته شده است نه بشریت احتما از ميمون و نه از گسستگی خلقت ا هی تبندیل شنده اسنت.‬ ‫دیدگاه عميق چار ز داروی و نظریه خود ای است نه به انتخا طبيعی، بشر نيز همانند و همتراز بنا تمنام‬ ‫گونه هاي دیگر حيوانات در ای سياره قرار داده شده است.‬ ‫سوم، با توجه تذييرات سری، جمعيت، جمعيت نل از نار نشاورزي به صنعتی تبدیل شده است و در نتيجه‬ ‫در جابجایی فيزیکی ننها به شکل فشرده و پر بسته بندي شده اند و برنامه ریزي ضنعيف و مراننز شنهري‬ ‫غير بهداشتی میباشد.نتایج نار ضعيف و شرایط زندگی در ترویج بيماري هناي شنای، نشنان داده میشنود.‬ ‫همزمان، استفاده گسترده از ميکروسکوپ نشان داده است نه منب، ای بيماريها در بسياري از موارد ممک‬ ‫است موجودات ميکروبی نامرئی و نوچک باشد. در ای بني ینک احسناس از دسنت دادن ننتنرل بوجنود‬ ‫مینید نه بشریت نسبتا ضعيف و نسي پذیر میباشد حتی نسبت به نوچکتری موجودات نامرئی.‬
  • 26. ‫منابع‬ [1] S.W. Morrison, G.T. Giovannetti (Eds.), Bridging the Gap, Ernst & Young 13th Biotechnology Industry Annual Report. , Ernst & Young LLP, Palo Alto, CA, 1999. [2] Burrill & Company, Biotech 99: Life Sciences into the Millennium, (San Francisco, CA). [3] W.P.C. Stemmer, DNA shuffling by random fragmentation and reassembly: In vitro recombination for molecular evolution, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1 (24) (1994) 10747– 10751. [4] A. Skandalis, L.P. Encell, L.A. Loeb, Creating novel enzymes by applied molecular evolution, Chem. Biol. 4 (12) (1997) 889–898. [5] J. Brockmoller, Pharmacogenomics—science fiction come true, Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. 37 (7) (1999) 317–318. [6] G.M. Shenfield, Therapeutic drug monitoring beyond 2000, Br. J. Clin. Pharmacol. 46 (2) (1998) 93–94. [7] P.D. Rathjen, J. Lake, L.M. Whyatt, M.D. Bettess, J. Rathjen, Properties and uses of embryonic stem cells: Prospects for application to human biology and gene therapy, Reprod., Fertil. Dev. 10 (1) (1998) 31–47. [8] A. Trounson, M. Pera, Potential benefits of cell cloning for human medicine, Reprod., Fertil. Dev. 10 (1) (1998) 121–125.
  • 27. ... ‫ادامه‬ [7] P.D. Rathjen, J. Lake, L.M. Whyatt, M.D. Bettess, J. Rathjen, Properties and uses of embryonic stem cells: Prospects for application to human biology and gene therapy, Reprod., Fertil. Dev. 10 (1) (1998) 31–47. [8] A. Trounson, M. Pera, Potential benefits of cell cloning for human medicine, Reprod., Fertil. Dev. 10 (1) (1998) 121–125. [9] J. Margolis, G. Duyk, The emerging role of the genomics revolution in agricultural biotechnology, Nat. Biotechnol. 16 (4) (1998) 311. [10] S.P. Briggs, M. Koziel, Engineering new plant strains for commercial markets, Curr. Opin. Biotechnol. 9 (2) (1988) 233–235. [11] B. Mazur, E. Krebbers, S. Tingey, Gene discovery and product development for grain quality traits, Science 285 (1999) 372–375. [12] C. Schmidt-Dannert, F.H. Arnold, Directed evolution of industrial enzymes, Trends Biotechnol. 17 (4) (1999) 135–136. [13] L.M. Adleman, Molecular computation of solutions to combinatorial problems, Science 266 (1994) 1021. [14] J.S. Oliver, Matrix multiplication with DNA, J. Mol. Evol. 45 (2) (1997) 161–167. [15] J.C. Cox, D.S. Cohen, A.D. Ellington, The complexities of dna computation, Trends Biotechnol. 17 (4) (1999) 151–154.
  • 28. ‫پايان‬ ‫با تشکر از توجه شما‬