تفاوت کریسپر(CRISPR-Cas۹) با تراریخته(GMO) باغیرتراریخته(GEO) چیست؟
(GMO)«تراریخته»(Genetically Modified Organism)
(GEO)«غیرتراریخته» (Gene Edited Organism)
آیا « کریسپر» ،همان «تراریخته» است؟
« مجتبی پویان مهر»(کارشناس کشاورزی):هرکدام از روشهای تراریخته و ویرایش ژنوم (کریسپر) تعریف مشخصی دارند.
زمانی که ما یک ژن خارجی از یک گونه غیرقابل تلاقی به موجود هدف منتقل میکنیم، موجود حاصل را «ترانس ژن» یا «تراریخته» مینامند. ولی وقتیکه هیچ «ژن خارجی» وارد موجود زنده نشده و فقط «ویرایش ژنوم» خود موجود زنده انجام شده باشد، دیگر موجود حاصل را تراریخته نمینامند.
برتری «کریسپر» نسبت به «تراریخته»
مزیت اصلی «کریسپر» هم «ویرایش ژنومی» و اصلاح صفات بدون استفاده از DNA خارجی است. ولی این بدان معنی نیست که با استفاده از «کریسپر» نمیتوان موجودات «ترانس ژن» نیز تولید کرد!.
روش «اینزرت ژن» یا وارد کردن قطعه DNA خارجی با «فنآوری کریسپر» را اصطلاحاً «Targeted Insertion» یا «Smart Gene Integration» مینامند.
و «مزیت انتقال ژن با روش کریسپر» نسبت به «تراریخته» ، دقت بالای انتقال ژن به جایگاه هدف و پایداری ژن منتقل شده است.
اما در این حالت هم اگر قطعات واردشده به «ژنوم »ارگانیسم هدف، منشأ غیر داشته باشند و از گونه های غیرقابل تلاقی انتخاب شوند، بر مبنای تعریف ارائهشده توسط مراجع ذیصلاح در آمریکا و اروپا، محصول تولیدشده بهعنوان تراریخته (GMO) تلقی میشود و در غیر این صورت خیر.
اما همانطور که عرض کردم عمده کاربرد تجاری فناوری کریسپر در دنیا «ویرایش ژنوم» است نه «ترانس ژن کردن موجودات». اصلاً مزیت این روش هم که از عهده سایر تکنیکها برنمیآید ویرایش دقیق ژنهاست و دانشمندان هم دقیقاً روی همین قابلیت فنآوری «کریسپر» تمرکز کردهاند.
« پویان مهر» می گوید:بنابراین به لحاظ فنی محصولات حاصل از ویرایش ژنومی کریسپر؛ تراریخته (GMO) نیستند، بلکه «غیرتراریخته» (GEO) یا Gene Edited Organism نامیده میشوند. این به لحاظ تکنیکال و فنی بود،
اما در سیاست ها و قانونگذاری های کشورهای مختلف این قاعده متفاوت است. بهطور مثال بنا بر ارزیابی های کمیسیون اروپا، محصولات حاصل از روشهای نوین مولکولی در اصلاح نباتات (New Breeding Techniques) که تکنیک کریسپر نیز در این گروه دستهبندی می شود؛ همچون گیاهان اصلاحشده به روش کلاسیک هستند.
این موضوع در سندی با عنوان «وضعیت مقررات گیاهان حاصل از شیوه های نوین اصلاح مولکولی» (The Regulatory status of plants resulting from New Breeding Technologies)، در سال ۲۰۱۳ از طرف کمیسیون اروپا منتشر شد و در آن اشاره شده که با بررسی اسناد موجود کمیسیون اروپا در رابطه با قوانین مربوط به تراریخته ها و غیر تراریخته ها در اتحادیه اروپا (Dir. ۲۰۰۱/۱۸/EC)، نتیجه گیری می شود که محصولات حاصل از (NBT) نمی توانند ذیل قوانین تراریخته تعریف شوند. اما همانطور که قبلاً عرض کردم پس از کشوقوسهای فراوان بین کشورهای مختلف اتحادیه اروپا، نهایتاً امسال اتحادیه اروپا موضع رسمی کل اتحادیه را برخلاف نظرات قبلی کمیسیون اروپا اعلام کرد و اعلام شد که ازنظر اتحادیه اروپا محصولات حاصل از کریسپر هم ذیل قوانین تراریخته خواهند رفت!
شماگفتید که در آمریکا محصولات کریسپری ذیل قوانین محصولات کلاسیک هستند ولی با این مطلبی که الان اشاره کردید؛ مواضع اتحادیه اروپا در قانونگذاری پیرامون این موضوع متفاوت است. این تفاوتهای قانونگذاری کشورها از چه چیزی ناشی می شود؟
«مهندس مجتبی پویان مهر»:بله در قانونگذاری آمریکا بسیاری از موجوداتی که تحت تغییرات «کریسپر» قرار بهعنوان موجودات دستکاری ژنی شده شناخته نمی شوند. یعنی عکس قانونگذاری اتحادیه اروپا در کشور آمریکا دیده می شود و ازنظر مراجع ذیصلاح این کشور جهش های ناشی از کریسپر هیچ تفاوتی با جهش های طبیعی ندارند و محصولات حاصل از ویرایش ژنوم همانند محصولات اصلاحشده به روش کلاسیک دسته بندی می شوند.
دلیل این امر سیاست های آمریکا است که محصول-محور (Product-based) است و تا زمانی که کریسپر قطعات خارجی را وارد ژنوم موجود زنده نکند محصول حاصل از آن (موجودات ویرایش شده ژنتیکی) جزو محصولات تراریخته حساب نخواهند شد. حتی درصورتیکه ویرایش ژنتیکی همراه با انتقال قطعات ژنتیکی از یک موجود خویشاوند باشد نیز ممکن است محصول حاصله متمایز از آن چیزی نباشد که در تلاقی اصلاحی سنتی حاصل می آید و بر همین مبنا دانشمندان این محصولات را نیز بهعنوان محصولات طبیعی (یعنی محصولی که دستکاری ژنتیکی نشده باشد) بهحساب می آورند.
اما قوانین در اتحادیه اروپا کمی متفاوت است و عبارت (GMO) بر اساس محصولات (Product) تعریف نمی شوند، بلکه بر مبنای فرآیند طی شده (Process) تعریف می شود و قوانین این حوزه فرآیند-محور (Process-based) هستند.
بدین معنا که فرایند مورداستفاده در تولید این محصول تعیینکنندهی قابلیت آزادسازی آن در بازار خواهد بود. بنابراین در حال حاضر طبق قوانین فعلی اتحادیه اروپا هر محصولی که با روش های مورداستفاده در مهندسی ژنتیک تولید شود، باید با برچسب (GMO) در بازار عرضه شود.
البته همانطور که قبلاً عرض کردم این دیدگاه در همه کشورهای اروپایی حاکم نیست چنانچه در حال حاضر کشورهایی مثل فرانسه، آلمان، فنلاند و سوئد فناوری کریسپر را تجاریسازی کردهاند و این تولیدات مانند محصولات تراریخته ممنوع نیستند. برخی از کشورهای عضو اتحادیه اروپا روش خود را پیشگرفتهاند. برای مثال سوئد در سال ۲۰۱۵ و فنلاند در سال ۲۰۱۶ اعلام کردند که محصولات ویرایش ژنی شده غیرتراریخته هستند و دانشمندان خود را برای پیشبرد آن تشویق کردند. هلند نیز اعلام کرد که بسیاری از روشهای ویرایش ژنومی باید طبق قانون از روشهای تراریخته مستثنا شوند.
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:برای اطلاع ازسازوکارهای«ژنوم»به این لینک مراجعه کنید:
در بخشهایی از صحبتهای خود به محصولات کریسپری تجاریسازی شده در آمریکا و برخی کشورهای اروپایی اشاره کردید. امکانش هست یکبار دیگر کل محصولات غذایی که بهوسیله کریسپر در دنیا تولید شدهاند را نام ببرید؟
«مجتبی پویان مهر»:همانطور که پیشتر عرض کردم برخی «محصولات کریسپری» هماکنون در بازارهای جهانی عرضه شدهاند که بنده لیست آنها را میتوانم در اختیار شما بگذارم.
برخی محصولات دیگر نیز بهوسیله دانشگاهها تولید شدهاند و در صف تجاریسازی و واگذاری به شرکتهای سرمایهگذار هستند که ممکن است طی ماههای آینده وارد بازار شوند (جدول زیر).
آیا ویژگیهای منحصربهفردی که کریسپر برای دانشمندان فراهم کرده است از عهده سایر تکنیکهای مهندسی ژنتیک برنمیآید؟ بهطورکلی آیا تمام دانشمندان این فناوری را تائید کردهاند یا هستند کسانی که به آن انتقاداتی وارد میکنند؟
«مجتبی پویان مهر»:به همراه ظهور هر فناوری جدید همیشه انتقاداتی نیز پیرامون آن مطرح میشوند و اتفاقاً این خوب است و موجب پیشرفت و بهینهتر شدن فناوری های نوظهور میشود. در مورد کریسپر هم باید بگویم پیشرفت آن با سرعت بالایی طی می شود .
آقای مهندس کشاورزی «مجتبی پویان مهر»می گوید:اگر امروز از من در مورد این فناوری سؤالی می کنید ممکن است پاسخ امروز من به این سؤال، با پاسخ فردا که این فناوری به حد بهینه تری رسیده است، متفاوت باشد!
ولی چیزی که در حال حاضر اکثر دانشمندان پیرامون آن متفقالقول هستند این است که با تکنیک کریسپر، سرعت و دقت دست ورزی ژنها افزایش پیدا کرده است.
خانم «پاملا رولاند»(Pamela Roland) -دانشمند حوزه ژنتیک دانشگاه دیویس- طی مصاحبهای که در نیچر از ایشان منتشر شد اظهار کرده بودند: «شما با استفاده از کریسپر می توانید حتی یک جفت باز را تغییر دهید یا یک ژن بهخصوص را با دقت بسیار بالایی حذف (یا ویرایش) کنید...» و همین دانشمند، محصولات حاصل از تکنیک کریسپر را با عنوان «Organic GMOs» یاد می کند! بنابراین دقت و سرعت و توانایی پیگیری تغییرات ژنومی اعمالشده در این روش، بلاشک از تکنیکهای پیشین (حتی ,ZFN ,Meganuclease I-SceI SDNو ...) بیشتر است.
اما برخی از دانشمندان، بر عبارت «دقت و صحت» در سیستم «اصلاح دقیق»(Precision Breeding) کریسپر انتقاد دارند.
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:احتمالاً عنوان«اصلاح دقیق» باید(Precision Correction)باشد.
بهطور مثال یکی از منتقدان کریسپر در امریکا «چارلز بن بروک»(Charles Benbrook)مرکز کشاورزی پایدار و منابع طبیعی دانشگاه ایالتی واشینگتن- است. ایشان بر اثرات ناخواسته یا Off target احتمالی این تکنیک اشاره میکنند و بر این ادعا هستند که کریسپر ویرایش ها و جهشهای ناخواستهای را نیز میتواند در پی داشته باشد.
آیا واقعاً کریسپر تغییرات ناخواسته و غیر هدف را نیز ایجاد میکند!؟ این تغییرات ممکن است خطرناک باشند؟
«مجتبی پویان مهر»در پاسخ به این سؤال باید گفت که نهتنها تکنیک کریسپر، بلکه تمامی تکنیکهای مهندسی ژنتیک و تغییر ژنها اثرات غیرقابلانتظاری را در پی دارند و این امر غیرقابلاجتناب است. ولی نکتهای که باید توجه کنیم این است که فراوانی چنین اثرات غیرقابلانتظاری در کدام تکنیک کمتر و قابلپیگیریتر است؟
وقوع برشهای غیر هدف منجر به «موتاسیون»های حذف و اضافه (InDels) در جایگاههای غیر هدف« ژنوم »میزبان میشود و درنتیجه فنوتیپ (صفت) ناخواسته را ایجاد میکند. مطالعات زیادی این موضوع را در کریسپر گزارش کردهاند که در این روش عموماً عدم اتصال یا Mismatches مربوط به انتهای 5gRNA molecules رخ میدهد. ولی در کل اثرات غیر هدفمند ایجادشده توسط این سیستم ازنظر تعداد متفاوت است و پیشبینی آن تقریباً غیرممکن میباشد.
بااینکه تغییرات غیر هدف اتفاق افتاده در فرآیند مهندسی ژنتیک در مرحله بروز فنوتیپ و یا ژنوتایپینگ قابلشناسایی و حذف شدن هستند، اما دانشمندان بهمنظور پیشگیری از وقوع تغییرات غیر هدف (Off-target) و موزاییکی شدن سلولها بهواسطه کریسپر، راهکارهایی گزارش کردهاند که تعدادی از آنها عبارتاند از:
استفاده از نوکلئاز Cas۹ جهشیافته (نظیر آنزیم Cas۹ Nicakse و یا آنزیم Cas۹ دوموتانه (Cas۹ Double Mutant): برای مثال آنزیم نیکاز Cas۹ فرم جهشیافتهای از آنزیم Cas۹ است که یکی از دومِینهای نوکلئازی RuvC۱ و یا HNH به دلیل جهش مصنوعی القا شده در دومِینRuvC۱ )و تغییر اسیدآمینه ۸۴۰ ام از هیستیدین به آلانین (H۸۴۰A) در دومین (HNH قادر به برش دو رشته DNA نبوده و فقط یک رشته را میبُرد. در این وضعیت DNA بریدهشده در یکرشته یاnick ، در صورت وجود DNA همولوگ، بهصورت نرمال بهسرعت و از طریق مکانیسم مسیر ترمیمی شباهتی (HDR) ترمیم میشود و درنتیجه اثرات نامطلوب off-Target کاسته خواهد شد. البته در هنگام استفاده از آنزیم Cas۹ نیکاز به دو مولکول gRNA بهجای یک مولکول نیاز است. دو مولکول gRNA بایستی علیه دو رشته سنس و آنتی سنس DNA هدف و نزدیک به هم طراحی شوند تا این اطمینان را به محقق بدهند که زمانی برش دو رشتهای (DSB) اتفاق خواهد افتاد که هر دو رشته سنس و آنتی سنس DNA بهصورت تکی یا nick برش بخورند. سپس بهمحض اینکه DSB ایجاد شد، یکی از مسیرهای ترمیمی NHEJ یا HDR بهمنظور کامل کردن فرایند ویرایش ژنوم وارد عمل میشوند.
استفاده از روشTruncated Guide RNAs (Tru-sgRNA): در این روش طول ریبونوکلئوتید راهنما (sgRNA) کاهش مییابد که این عامل خاصیت جهشزایی غیر هدف را کاهش میدهد. استفاده از آنزیم Cas۱۲: این آنزیم بهتازگی کشف شده است و بنا به آزمایشات صورت گرفته اختصاصیتر از آنزیم Cas۹ عمل میکند. استفاده از آنزیم NmeCas۹: این آنزیم نیز در سال ۲۰۱۸ معرفی شد و با استفاده از آن ما میتوانیم بدون اینکه خود ژن را دستکاری کنیم، رشته mRNA حاصل از توالی ژن یا رونوشت ژن را ویرایش کنیم و بدین ترتیب بدون اینکه تغییری در توالی DNA (و دامن زدن به تغییرات غیر هدف احتمالی) را داشته باشیم، موجود موردنظرمان را ویرایش ژنی کنیم. اما نکته دیگر که عرض میکنم حتی باوجود افزایش دقت و صحت، در این تکنیک هم هیچ تضمینی وجود ندارد که تمام نتایج مورد انتظار محقق بهطور دقیق حاصل آیند! نه در این روش؛ بلکه در تمامی تکنیکهای مهندسی ژنتیک چنین است و بهطور مطلق نمیتوانیم ادعای نتیجه صددرصدی استحصال صفت موردمطالعه در موجود هدف را داشته باشیم! در گیاهان مطالعات مهندسی ژنتیک پیچیدهتر از سایر موجودات است؛ چراکه بهطور مثال می دانیم که صفاتی مثل تحمل به خشکی و شوری نهتنها بهواسطه ژنهای بسیاری کنترل میشوند، بلکه بهشدت تحت تأثیر شرایط محیطی نیز هستند. بسیاری از عملکرد ژنها وابسته به میزان تبخیر و تعرق، دما و اقلیم منطقه، فلورباکتریایی خاک، عمق خاک و ... است. علاوه بر این، بِیس یا زمینه ژنتیکی هرکدام از گونهها یا محصولات .کشاورزی رفتار ژنهای مربوط به آن را متأثّر می کند
پس در مهندسی ژنتیک هم نظیر اصلاح کلاسیک ممکن است تغییرات غیر هدف حاصل شود؟
«مجتبی پویان مهر»:بله تغییر در هر ژن و با هر تکنیکی میتواند مجموعه های از تغییرات غیرقابلپیشبینی را در پی داشته باشد. بیشترین آنها با جهش زایی از طریق پرتوتابی هاست و کمترین شان در اصلاح کلاسیک است. اما در سال ۲۰۱۸ که ما هماکنون زندگی میکنیم کدامیک از تکنیکهای مهندسی ژنتیک تغییرات غیرقابلپیشبینی کمتر و درعینحال قابلپیگیریتری در سلولهای موجودات زنده در پی دارند؟
بنا به یافتههای فعلی حوزه مهندسی ژنتیک تکنیک کریسپر این ویژگی را دارد! چراکه بهواسطه روشهایی مثل: Targeted sequencing، Exome sequencing، Whole genome sequencing، GUIDE-seq، Digenome-seq و ... تغییرات Off target محصولات حاصل از کریسپر شناسایی شدهاند و قابلردیابی، انتخاب و حذف هستند (جدول زیر).
«مجتبی پویان مهر»: آیا «کریسپر» میتواند گزینه مناسبی برای حل مناقشات «تراریخته ها» باشد یا خیر!؟
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:این سئوالی است که «مجتبی پویان مهر»دراین مصاحبه مطرح می کند وپاسخش رااینگونه می دهد:پاسخ این سؤال ازنظر اکثر دانشمندان «بله» هست!
«پویان مهر»درادامه گفت:اما برای حصول اطمینان از سبقت منافع از اثرات منفی این فناوری نیازمند تغییری جدی و انقلابی در تکنیکها و کاربریهای مهندسی ژنتیک و همافزایی بین سایر علوم؛ نظیر بیوانفورماتیک یا دادهپردازی زیستی هستیم.
«ژنوم بومی »چیست؟
«پویان مهر» گفت:یک نکته ظریف دیگر که به نظرم میرسد عرض کنم این است که در بسیاری از موارد، ژنهای خاصی تنها درزمینهی ژنتیکی و محیطی خاصی مورداستفاده قرار میگیرند. اگر بخواهیم یک سیستم کشاورزی برای اکوسیستمهای بومی ایجاد کنیم که برای خاک، آبوهوا و عملیات زراعی بومیان همان منطقه کاربرد بهینه و پایدار داشته باشد،« ویرایش ژنومی گیاهان و جانوران بومی همان منطقه یکی از بهترین راهحلها است.»
بدان معنا که باوجود امکان استفاده از ارقام ویرایش شدهی یک مرکز تحقیقاتی در سراسر جهان، اما اگر به دنبال کشاورزی پایدار (به معنای واقعی و نه به معنای رکود تولید!) و اقتصادی مقاوم هستیم باید از ذخایر ژنتیکی بومی در هر منطقه که با گذشت قرنها به پایداری و سازگاری مطلوبی با محیط پیرامونی و اقلیم خاص منطقه رسیدهاند، برای مقابله با تهدیدها استفاده شود. با این کار علاوه بر حفظ تنوع ژنتیکی، مانع از بروز هرگونه اختلافات سیاسی، حقوقی و یا اخلاقی دراینباره می شویم.
با توجه به اینکه فناوری را مساوی اقتدار قلمداد کردید به نظر شما رویکرد صحیح کشور ما نسبت به این فناوری نوظهور باید چگونه باشد؟
«مجتبی پویان مهر»:کلید تصمیمگیری صحیح برای این موضوع، در نخستین گام؛ درک صحیح این موضوع است که همه کاربردهای کریسپر به یک صورت انجام نمی شوند و یا مفاهیم یکسانی در پایداری نظام کشاورزی ندارند. البته سرعت پیشرفت فناوریهای مهندسی ژنتیک بسیار بالاست و دانشمندان روی بهینه کردن تکنیکهای موجود هرروز کار میکنند. ولی در حال حاضر ویرایش ژنومی (کریسپر) بهروزترین فناوری مهندسی ژنتیک در دنیاست و همانطور که سایر کشورها برای پیشرفت در این عرصه برنامهریزی کردهاند، کشور ما نیز باید در اولویتهای تحقیقاتی خود روی بومیسازی این فناوری برنامه داشته باشد. البته این تکنیک نیز همچون سایر روشهای اصلاحی و بیوتکنولوژی، ممکن است در عرصه تجاری سازی و تولیدات انبوه، عواقب مثبت و منفی در پی داشته باشد که میطلبد ازنظر تأثیرات اجتماعی و زیستمحیطی بومی مورد ارزیابی قرار بگیرد و بسته سیاستی مناسبی برای ارزیابیهای آن مدنظر داشته باشیم.
در این بسته های سیاستی هم باید کریسپر را نه بهعنوان یک فناوریِ صرف، بلکه بهعنوان «جعبه ابزاری کامل از فناوری ها» موردتوجه قرارداد که هرکدام از آنها برای یک جهش، یک موجود زنده و یک اکوسیستم، اختصاصی هستند. بهطورکلی بررسی و تهیه دیدگاه های همهجانبه و کافی از خطرات، سبک و سنگین کردنها، و بررسی هزینه-فرصتها نیازمند «مهندسی کریسپر» است که منوط به تضارب آرا و انتقادهاست که این فناوری را به تکامل و پختگی بیشتری برساند./۱۶ دی ۱۳۹۷خبرگراری مهر
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:برای اطلاعات جامع از«تراریخته» و«محصولات تراریخته» به این لینک مراجعه کنید:
خبرگزاری مهر(۱۹ آبان ۱۳۹۷)نوشت:با ظهور فناوری نوین مهندسی ژنتیک به نام کریسپر، برخی کشورهای دنیا مجوزهای آزادسازی متعددی برای انواع محصولات ویرایش ژنی شده با روش کریسپر را صادرکردهاند.
با توجه به اینکه فناوری را مساوی اقتدار قلمداد کردید به نظر شما رویکرد صحیح کشور ما نسبت به این فناوری نوظهور باید چگونه باشد؟
«مجتبی پویان مهر»:کلید تصمیمگیری صحیح برای این موضوع، در نخستین گام؛ درک صحیح این موضوع است که همه کاربردهای کریسپر به یک صورت انجام نمی شوند و یا مفاهیم یکسانی در پایداری نظام کشاورزی ندارند. البته سرعت پیشرفت فناوریهای مهندسی ژنتیک بسیار بالاست و دانشمندان روی بهینه کردن تکنیکهای موجود هرروز کار میکنند. ولی در حال حاضر ویرایش ژنومی (کریسپر) بهروزترین فناوری مهندسی ژنتیک در دنیاست و همانطور که سایر کشورها برای پیشرفت در این عرصه برنامهریزی کردهاند، کشور ما نیز باید در اولویتهای تحقیقاتی خود روی بومیسازی این فناوری برنامه داشته باشد. البته این تکنیک نیز همچون سایر روشهای اصلاحی و بیوتکنولوژی، ممکن است در عرصه تجاری سازی و تولیدات انبوه، عواقب مثبت و منفی در پی داشته باشد که میطلبد ازنظر تأثیرات اجتماعی و زیستمحیطی بومی مورد ارزیابی قرار بگیرد و بسته سیاستی مناسبی برای ارزیابیهای آن مدنظر داشته باشیم.
در این بسته های سیاستی هم باید کریسپر را نه بهعنوان یک فناوریِ صرف، بلکه بهعنوان «جعبه ابزاری کامل از فناوری ها» موردتوجه قرارداد که هرکدام از آنها برای یک جهش، یک موجود زنده و یک اکوسیستم، اختصاصی هستند. بهطورکلی بررسی و تهیه دیدگاه های همهجانبه و کافی از خطرات، سبک و سنگین کردنها، و بررسی هزینه-فرصتها نیازمند «مهندسی کریسپر» است که منوط به تضارب آرا و انتقادهاست که این فناوری را به تکامل و پختگی بیشتری برساند./۱۶ دی ۱۳۹۷خبرگراری مهر
خبرگزاری مهر(۱۹ آبان ۱۳۹۷)نوشت:با ظهور فناوری نوین مهندسی ژنتیک به نام کریسپر، برخی کشورهای دنیا مجوزهای آزادسازی متعددی برای انواع محصولات ویرایش ژنی شده با روش کریسپر را صادرکردهاند.
تابهحال محصولات حاصل از کریسپر تجاریسازی شدهاند و یا در مرحله تحقیق هستند؟
« مهندس مجتبی پویان مهر»: بله. طبق مستندات مکتوب وزارت کشاورزی ایالت متحده (USDA)، دولت آمریکا تا سپتامبر سال ۲۰۱۷، مجوزهای آزادسازی متعددی برای انواع مختلف محصولات ویرایش ژنی شده را صادر کرده است. برخی از معروفترین محصولات کریسپری که هماکنون در بازار آمریکا یافت میشوند عبارتاند از: قارچ خوراکی مقاوم به قهوهای شدن (با نام تجاری Agicus Bisporus)، سیبزمینی مقاوم به قهوهای شدن (با نام تجاری Simplot)، کلزای روغنی با عملکرد بالا ( با نام تجاری ™SU Canola)، کتان حاوی روغن مفید (با نام تجاری Camelina sativa)، ذرت حاوی آمیلوپکتین بالا (DuPont Pioneer’s high amylopectin corn).
محصولات حاصل از کریسپر در آمریکا، تحت قوانین محصولات تراریخته قرار میگیرند؟
«مهندس بیوتکنولوژی و کارشناس توسعه اقتصادی و برنامهریزی»: خیر. در حال حاضر در کشور آمریکا محصولات حاصل از کریسپر با عنوان «غیرتراریخته»(Non-GMO) مجوز کشت و مصرف گرفته و در بازار یافت میشوند. چراکه همانطور که پیشتر عرض کردم اساساً شیوه تولید این محصولات متفاوت از محصولات تراریخته است. بنده تصویر برخی گزارشات USDA امریکا را در اختیارتان میگذارم که صریحاً اشاره میکنند: محصولات حاصل از کریسپر مشمول قوانین تراریخته این کشور نیستند و این تولیدات را نظیر محصولات حاصل از اصلاح سنتی (کلاسیک) معرفی میکنند (شکل زیر).
مواضع کشورهای اروپایی نسبت به این فناوری چیست؟ اشاره کردید که کشورهای اروپایی پس از چین و آمریکا بیشترین مطالعات را بر روی این تکنیک داشتهاند؛ این کشورها در مرحله تحقیقات باقی ماندهاند یا به مرز تولید و تجاریسازی هم رسیدهاند؟
پوان مهر:همانطور که میدانید مقامات کشورهای اروپایی حساسیتهایی نسبت به کشت محصولات تراریخته داشته و دارند و تا جایی که میدانم تا سال ۲۰۱۶ بهغیراز چهار کشور اسپانیا، پرتغال، اسلواکی و جمهوری چک که اقدام به کشت ذرت تراریخته کردهاند، باقی کشورها اجازه کشت و تجاریسازی این نوع محصولات را ندادهاند. در مورد محصولات حاصل از کریسپر هم گرچه تا حال اتفاقنظری بین کشورهای اروپایی وجود نداشته است، ولی شواهد نشان میدهد برخی کشورهای اروپایی این فناوری را پذیرفتهاند و تا مرحله تجاریسازی هم پیش رفتهاند. بنا به بررسیهایی که انجام شد، کمیسیون اروپا در پاسخ بهمواجهه این اتحادیه با محصولات حاصل از کریسپر، اعلام کرده بود که موضع رسمی کل اتحادیه اروپا در مورد محصولات حاصل از ویرایش ژنی را در اواخر سال ۲۰۱۸ اعلام خواهد کرد. اخیراً هم بنا بر اخباری که در رسانههای وابسته به اتحادیه اروپا منعکس میشود ظاهراً حکم اتحادیه اروپا در مورد محصولات حاصل از کریسپر همان حکم مربوط به محصولات تراریخته خواهد بود. (Wired.com).
اما برخی کشورهای اروپایی نظیر فرانسه، فنلاند و سوئد منتظر اعلام حکم اتحادیه اروپا نماندهاند و شواهد حاکی از آن است که این کشورها فناوری کریسپر در کشاورزی را پذیرفتهاند و هماکنون تعدادی محصول غذایی ویرایش ژنی شده نظیر ذرت ODM در فرانسه، کاهوی کریسپری در فنلاند و برخی محصولات دیگر در سوئد تولید و تجاریسازی شدهاند.
در کشور آلمان نیز آژانسهای نظارت بر مواد غذایی، بین محصولات GMO(تراریخته) و ویرایش شده با CRISPR- Cas۹ تفاوت قائل شدهاند. این نشانهها حاکی از آن است که احتمالاً به زودی محصولات تولید شده توسط کریسپر نسبت به هر نوع خوراکی یا داروی مهندسی ژنی شده دیگری در جهان فراوانتر شوند.
در دنیا تابهحال چه محصولات پرمصرفی با فناوری کریسپر تولید شدهاند؟
« مهندس مجتبی پویان مهر»: برنج یکی از پرکاربردترین غلات در جهان است که توسط کریسپر ویرایش شده است. این محصول اصلیترین منبع انرژی بسیاری از مردمان قاره آسیا است. تا اواخر سال ۲۰۱۷ حدود ۸۰ مقاله برای استفاده از کریسپر برای برنج در مجلات معتبر بینالمللی گزارش شده است. بنابر این گزاشات، تکنیک کریسپر در برنج میتواند جهشهایی را در جایگاه هدف با کارایی ۱۰۰درصد ایجاد کند.
در مورد صفات کیفی مهمی که به دنبال افزودن در ژنوم این گیاه با استفاده از کریسپر هستند نیز چندین گزارش را مطالعه کردهام. برای مثال بیماری بلاست یکی از مخربترین بیماریهای برنج در سطح جهان است که دانشمندان سعی میکنند به واسطه فناوریهای مهندسی ژنتیک بر این بیماری فائق آیند. در همین راستا بهتازگی یک لاین ویرایش شده برنج مقاوم به بلاست که در آن ژنهای القا کننده مقاومت به این بیماری (C-ERF۹۲۲ و OsERF۹۲) توسط کریسپر مهندسیشده و درنتیجه موجب بهبود مقاومت به بیماری بلاست شده تولید گردیده است(Zhang et al. ۲۰۱۳; Li et al. ۲۰۱۶, Wang et al. ۲۰۱۶). همچنین دانشمندان یک نوع برنج مقاوم به علفکش را نیز توسط کریسپر تولید کردهاند (Sun et al. ۲۰۱۶).
از دیگر صفات کیفی که احتمال می رود در آینده ای نزدیک توسط دانشمندان با روش کریسپر در محصول برنج ایجاد شود، افزودن ویتامین A به این محصول پر مصرف است. یعنی تولید برنجی که دارای ژنهای لازم برای تولید ویتامین A در بخش خوراکی است؛ چیزی که بهطور طبیعی در گیاهان برنج رخ نمیدهد. این دغدغه از سال ها پیش در بین بیوتکنولوژیست های گیاهی وجود داشته است. چراکه سالانه حدود نیم میلیون کودک در کشورهای درحالتوسعه به دلیل کمبود ویتامین A نابینا میشوند. البته برنج غنی از ویتامین A با نام تجاری برنج طلایی یا Golden Rice (این نام به دلیل داشتن رنگ زرد آن در مقایسه با برنج سفید است) قبلا توسط تکنیک تراریخته تولید شده است؛ اما فعالان ضد محصولات تراریخته با تجاریسازی این محصول مبارزه کرده و مانع از تولید انبوه این برنج شدهاند. با استفاده از کریسپر بهاحتمال قوی دانشمندان تنها با تغییر ژنهایی که بهخودیِخود درون برنج فعال هستند، بدون افزودن ژن خارجی به همین نتیجه خواهند رسید که این امر میتواند حساسیتها و جنجالهای جنبشهای ضد محصولات تراریخته را نیز کاهش دهد.
اما دانشمندانی که روی کریسپر برنج کار میکنند در مرحله مهندسی ژنهای دخیل در صفات کیفی متوقف نشدهاند و به حوزه مهندسی ژنهای مسئول صفات کمّی نظیر عملکرد نیز ورود پیدا کردهاند. تولید بذور هیبرید یکی از مؤثرترین راههای افزایش عملکرد در برنج است. محققان اولین بار از روش Homology-Mediated End Joining ) HMEJ) به کاربرد کریسپر در برنج رسیدند. برای تولید بذور هیبرید برنج لاینهای عقیم حساس به دما و حساس به نور برای سرعت بخشیدن به خالصسازی و تولید هتروزیس ایجاد شدهاند (Yao et al. ۲۰۱۷; Zhang et al. ۲۰۱۳). طی سالهای اخیر، نوکلئاز SSN یا Sequence-Specific Nucleases یکی از قویترین ابزارها برای ویرایش هدفمند ژنها در گیاهان شناخته شده است و تکنیک کریسپر بهترین روش استفاده از این ابزار را در اختیار دانشمندان گذاشته است.
اخیراً تیمی از دانشگاه Purdueایالت متحده؛ به رهبری آقای Jian-Kang Zhu، با ویرایش همزمان ۱۳ ژن دخیل در عملکرد گیاه برنج، موفق به افزایش عملکرد این محصول تا ۳۱ درصد شدهاند که این دستاورد با تکنیکهای قبلی مهندسی ژنتیک تقریباً غیرممکن بود.
در مورد گندم چطور؟
«مجتبی پویان مهر»:برخلاف محصول برنج اما مهندسی ژنتیک و کریسپر در گندم دارای محدودیتهایی است. موفقیت جهشزایی در گندم در محدوده یک تا ۷.۵ درصد است و تا اواخر سال ۲۰۱۷ فقط ۱۰ مقاله در مورد ویرایش ژنی گندم در ژورنالهای معتبر بین المللی منتشر شده است. از جمله محدودیتهای مهندسی ژنتیک گندم نسبت به برنج، توانایی پایین باززایی این گیاه است. بهطوریکه در گندم نمیتوان گیاهان را از پروتوپلاست ویرایش ژنی شده باز زایی کرد. علاوه بر این، ژنوم گندم پیچیدگیهای زیادی دارد و کشت بافت این گیاه فرایند زمانبری است که میتواند دانشمندان را در هزارتوی ویرایش ژنومی این محصول قرار دهد.
بااینحال نخستین گندم ویرایش شده توسط کریسپر در سال ۲۰۱۴ توسط دانشمندان «آکادمی علوم چین» معرفی شده است. موفقیت ویرایش ژنومی گندم در این گزارش حدود ۵ درصد عنوان شد. البته همین گروه تحقیقاتی موفق شدند گندمهای غیر تراریختهای (Non-GMO) را توسط کریسپر تولید کنند. این تحقیق منجر به تولید گیاهان ویرایش شده غیر تراریخته در نسل اول (T۰) شد و برای این کار دانشمندان باید گیاهان باززایی شده بسیار زیادی را ژنوتایپینگ میکردند تا موتانتهای موردنظر را پیدا کنند.
این موضوع نیز در مورد محصول گندم باید اشاره شود که روشهای جهشزایی سنتی همچون روش TILLING )Targeting Induced Local Lesions in Genomes) هنوز بسیار جذاب بوده و محققان و اصلاح گران برای اصلاح گندم از آن استفاده میکنند. زیرا موقعیت تنظیمی به آنها اجازه میدهد تا گیاهان جهشیافته را کشت کرده و تجاریسازی کنند. اما به طور کلی باید گفت ازآنجاییکه گندم نسبت به جهشزایی بسیار مقاوم است ( دلیل این امر هگزاپلوئید بودن گندم است) و فراوانی ژنی زیادی در این گیاه مشاهده میشود، رغبت اصلاحگران برای استفاده از روشهای اصلاح کلاسیک و سنتی همچنان زیاد است (Global-engage.com).
با فراگیر شدن فناوری بهروزی مثل کریسپر در دنیا، بهتر نیست کشور ما هم که چند سالی است بر روی تولید و تجاریسازی محصولات حاصل از تکنیک تراریخته دچار سردرگمی است به سمت این فناوری حرکت کند؟
«مجتبی پویان مهر»:ببینید «ذات فناوری(تراریخته) اقتدارآفرین است» و ما باید به سمت بومیسازی تمام فناوریها، ازجمله فناوریهای نوین مهندسی ژنتیک که منافع عمدهای را به همراه خود برای کشور به ارمغان میآورند حرکت کنیم. صد البته این فناوریهای نوین بهخودیخود اصالت ندارند و شیوه کاربرد بشر از این فناوریها است که مشخص میکند این ابزار در خدمت انسانیت خواهد بود یا علیه آن! البته عمده مشکلات کشاورزی در کشور ما اقلیم خشک و شوری خاک است و چون این صفات جزو صفات چند ژنی هستند, تکنیک «کریسپر» میتواند با ویرایش این نوع ژن ها گیاهانی متحمل به خشکی و سایر تنش های غیرزیستی تولید کند.
«مجتبی پویان مهر»می گوید: بنده با ترسیم دوگانه هایی که مسئولین و متخصصین کشور را بین دو انتخاب مطلق قرار می دهند مخالف هستم. آیا اصلاح کلاسیک خوب است یا تراریخته؟! آیا تراریخته خوب است یا کریسپر؟!
وخودمهندس بیوتکنولوژیست(پویان مهر) به سوئال مطروحه اش اینگونه جواب می دهد:ایندست دوگانه ها، دوگانههای باطلی هستند که معمولاً ذهن را به سمت طرفداری از یک سمت و مخالفت با سمت دیگر ترغیب میکنند. همه فناوریها بهشرط اینکه بهجا و صحیح، مبتنی بر حل مسائل اصلی کشور و طبق الگوی نظاممند و کنترلشده استفاده شوند، خوب و در خدمت کشور خواهند بود.
بنابراین همانطور که پس از ظهور فناوریهای مهندسی ژنتیک شیوههای« اصلاح نباتات» کلاسیک همچنان کاربرد دارند و در دنیا منسوخ نشدهاند؛ به نظرم فناوریهای نسل اول مهندسی ژنتیک نیز میتوانند پس از فراگیری فناوریهای نسل سوم مهندسی ژنتیک -حتی نسلهای پیشرفتهتر که بشر بعدها به آنها دست خواهد یافت- کاربردهای صحیحی داشته باشند و گرهگشایی کنند.
البته کشورهای مبدع تکنیک کریسپر، تکنیکهای پیشین را کنار نگذاشته اند و همچنان گردش مالی قابلتوجهی در حوزه انواع محصولات حاصل از اصلاح کلاسیک و یا برخی محصولات تراریخته تائید شده دارند.
بنابراین به نظرم بهتر است بهجای مشغول کردن ذهن مردم و مسئولین در چارچوب دوگانههای کاذب، دانشمندان و مسئولین کشورمان را به سمت طراحی الگوهای صحیح و بومی بهرهبرداری از این فناوریهای نوظهور؛ بهگونهای که مخاطراتی برای کشور نداشته باشند و مسائل اصلی ما را حل کنند سوق دهیم./۱۹ آبان ۱۳۹۷خبرگزاری مهر.
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:دراین مصاحبه ویرایش انجام داده ام+افزودن تصاویر،البته آقای مهندس پویان فردراین مصاحبه ها بیشترباواژه هابازی کرده تاتبیین واقعیتها،بعضاً هم دچارپارادوکس شده،که بایدآن راناشی ازعدم اشرافیت به این فنآوری پیچیده نوظهور ودرعین حال مهم دانست.
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:برای اطلاع ازفنآوری«کریسپر»(CRISPR) به این لینک مراجعه کنید:
خبرگزاری فارس (۳۰ آبان ۱۳۹۷)نوشت:فناوری نوین مهندسی ژنتیک به نام «کریسپر» و «تلنز» بزودی محصولات جدید غذایی را روانه بازار خواهد کرد درحقیقت این فناوری نوین مهندسی ژنتیک است که جایگزین محصولات تراریخته، GMO (محصولات دستکاری شده ژنتیکی) هستند اما این نگرانی وجود دارد که آیا مردم از این محصولات استفاده خواهند کرد یا نه.
در تولید محصولات تراریخته DNA یک ارگانیسم دیگر وارد DNA محصول میشود اما در اصلاح شده ژنتیکی gene-editingکه براساس بیوتکنولوژی کریسپر تولید میشوند مواد ژنتیکی آنها در حد ژنوم تغییر یا حذف میشود.
براساس این گزارش نخستین محصولات غذایی یا حیوانی که مواد ژنتیکی آنها اصلاح شده است از اوایل سال آینده به بازار خواهد رسید. مواد غذایی اصلاح شده ژنتیکی تکنولوژی متفاوتی از GMOهادارند.
آکادمی ملی علوم آمریکا میگوید: اصلاح ژنتیکی برای بهبود تولید مواد غذایی که بتواند جمعیت رو به رشد جهان را تغذیه کند ضروری است به هر صورت دولتها هنوز نمیدانند که چگونه از این ابزار اصلاح ژنتیکی که برای افزایش تولید استفاده میشود چشمپوشی کنند اما یک نگرانی هم وجود دارد که آیا مردم واقعا مواد اصلاح شده ژنتیکی را خریداری خواهند کرد یا نه.
«دان ویت هاس(دان وویتاس)»از موسسه «کالیکست» که سویای اصلاح شده ژنتیکی را برای افزایش کیفیت آن اصلاح کرده معتقد است، در صورتی که مصرف کنندگان از فواید این تکنولوژی بهرهمند شوند به استفاده از این محصول مشتاق خواهند شد و نگرانی آنها در زمینه این تکنولوژی کمتر خواهد شد. (دان وویتاس)
«دان وویتاس»(Dan VoytasL) ، استاد ژنتیک ، زیست شناسی سلولی و توسعه ، بنیانگذار این شرکت است و همچنان مسئول علمی اصلی آن است.
محققان از این تکنولوژی برای تولید چندین محصول با ویژگی جدید امتحان میکنند محصولاتی نظیر تولید گندم با فیبر بالا،قارچی که ماندگاری رنگش بیشتر باشد و تولید گوجه فرنگی با عملکرد بالا. آنها همچنین تلاش میکنند تا ذرتی را تولید کنند که به شرایط خشکی هوا مقام است و همچنین برنجی که در مقابل آلودگی مقاومت زیادی دارد.
برخی دانشمندان میگویند امیدوارند که استفاده از فناوری نوین مهندسی ژنتیک (کریسپر) به بیماری محصولات کشاورزی نظیر بیماری مرکبات پایان دهد. در این زمینه آنها باید ژنی را که باعث ایجاد مقاومت به بیماری در گیاه میشود را پیدا کنند.
فرد گمیتر در تحقیقات مرکبات دانشگاه فلوریدا گفت: اگر دانشمندان تغییرات اندکی در DNA گیاهان ایجاد کنند میتوانند با این بیماریها ایجاد کنند.
تفاوت محصولات تراریخته و اصلاح شده ژنتیکی
برای صدها سال کشاورزان به کمک تغییرات ژنتیکی تنوعی در محصولات و حیوانات خودشان ایجاد کردهاند که باعث بهتر شدن کیفیت و تولیدشان شده است.
اصلاح ژنتیکی به روش انتخابی که معمولا در طبیعت انجام میشود یا یک محقق پس از طی 13 زمان این اصلاح ژنتیکی را انجام میدهند میتواند کیفیت محصول آنها را افزایش دهد به عنوان مثال گونههای پیشرفته گوجهفرنگی بسیار بزرگتر از نوع وحشی است اما نوع جدید در برابر بیماریها آسیبپذیرتر است و البته از نظر ارزش غذایی هم با نوع وحشی تفاوت دارد.
GMO ها محصولات دستکاری شده ژنتیکی هستند که بخشی از DNA سایر حیوانات و ارگانیسمها به محصول اضافه میشوند و با آن ممزوج میشود تا اینکه یک ارگانیسم جدیدی با کیفیت ویژه ایجاد شود به طور مثال ذرت و سویای تراریخته حامل ژن باکتری است که به آن اضافه شده تا در برابر آفتهای حشره یا مواد شیمایی که برای گیاه کشنده است مقاوم باشد.
برخی میگویند که محصولات تراریخته مشکلی برای استفاده ندارد اما در دیگر سو بسیاری از مردم علاقهای به استفاده از آن ندارند. آنها نگران این هستند که محصولات تراریخته زمانی که در بدن استفاده میشود مشکلاتی را ایجاد کند و نتایج غیرقابل پیشبینی به بار بیاورد.
دو نوع فناوری نوین مهندسی ژنتیک به نام «کریسپر» و «تلنز» هم وجود دارد این فناوریهای نوین مانند قیچی عمل میکند و مولکولها را از DNA موجود زنده یا ارگانیسم قطع میکند. دانشمندان امیدوارند که این دو فناوری به آنها اجازه دهد تا تغییرات دقیقتری را در DNA گیاهان و حیوانات بدون اینکه نیازی به اضافه کردن DNA سایر میکروارگانیسمها آنگونه که در محصولات تراریخته انجام میشود، ایجاد کنند.
دانشمندان میگویند که این فرایند کم هزینه هم هست تاکنون محققان تمام تلاش خود را به کار گرفتهاند تا DNA موجود دیگر را به موجود جدید اضافه کنند که این نوع اصلاح ژنتیکی تراریخته نام دارد اما در این فناوری نوین نظیر کریسپر و تلنز بخشهایی در حد ژنوم حذف میشود.
مثلا سویای جدیدی که بدین روش تولید شده دو ژن آن حذف شده است. این ژنها باعث چاقی میشدند و میتوانست بیماریهای قبلی در انسان ایجاد کند. شرکت رکام باینتیک از طریق فناوری نوین مهندسی «کریسپر و تلنز» ژنی را که باعث رشد شاخ گاوهای هلشتاین میشد را برداشتهاند و بدین وسیله سلامتی گاوها بیشتر تامین شده است.
آیا روشهای جدید لازم است
وزارت کشاورزی آمریکا میگوید روشهای اضافی برای ضروری نیست که گیاهان بتوانند از طریق اصلاح ژنتیکی به روش قدیم رشد کنند. موسسه غذا و داور در سال ۲۰۱۷میلادی( ۱۳۹۶) قانون جدیدی را برای اصلاح ژنتیک حیوانات در نظر گرفت و قرار شد که نظرات خود را درباره این موضوع سال آینده ارائه دهد.
سازمان تجارت جهانی در ماه جاری ۱۲ کشور را نظیر استرالیا، کانادا، آرژانتین و برزیل را جمع کرد و آنها از دیگر کشورها خواستند تا قوانین نوین ژنتیکی که تقریبا جایگزین تراریخته است را بپذیرند.
شرکتهایی که در زمینه فناوریهای نوین مهندسی «کریسپر و تلنز» کار میکنند تلاش میکنند تا عواقب محصولات تراریخته در آنها ایجاد نشود. البته برخی مردم اینها را هم نمیپذیرند و اتحادیه اروپا قوانین محدودکنندهای درباره خرید و فروش اینها دارند.
«جنیفر کازما»که در مرکز اصلاح ژنتیک کارولینا کار میکند، گفت: بسیار مهم است که مطمئن شویم محصولاتی که از طریق اصلاح ژنتیک تولید میشوند سالم هستند با وجود این وی انتظار دارد که ۲۰ نوع محصول اصلاح شده ژنتیکی به روش نوین به بازارهای آمریکا طی ۵ سال آینده برسد، دانشمندان در حال مطالعه روی محصولات مهمی نظیرکاساوا در فقیرترین کشورها هستند.
توضیح مدیریت سایت-پیراسته فر:منبع این گزارش ،خبرگزاری فارس است واما من متوجه نشدم که پاسخگوی سئوالات مطروحه فارس چه شخصیتی بوده است؟
کریسپرچیست؟اتراریخته چیست؟کریسپر" تلنز"نوکلئاز