التكنولوجيا الحيوية
التكنولوجيا الحيوية (بالإنجليزية: Biotechnology) تُعتبر إحدى الفروع المهمة في علم الأحياء، حيث تنطوي على دراسة وتحليل الكائنات الحية على المستويات الخلوية ودون الخلوية بهدف استغلالها في التطبيقات الصناعية والزراعية، مما يسهم بالتالي في تعزيز الجوانب الاقتصادية. يُعتمد على تحسين الخصائص والصفات الوراثية للكائنات الحية، ومن أبرز الأمثلة الشائعة في هذا المجال هو استنساخ النعجة دوللي.
تاريخ ظهور التكنولوجيا الحيوية
يُعتقد أن استخدام أسس التكنولوجيا الحيوية القديمة يعود إلى أكثر من عشرة آلاف عام، حيث تم اعتمادها في المجتمعات الزراعية الأولى. ومنذ حوالي 6000 عام، كانت تُستخدم في إنتاج مجموعة متنوعة من المستهلكات مثل الخبز والمشروبات الكحولية والجبن، فضلاً عن استخدامها في حفظ منتجات الألبان.
أما التكنولوجيا الحيوية الحديثة، فقد بدأت تتبلور في منتصف إلى أواخر السبعينيات من القرن الماضي مع تأسيس شركة جنينتك (بالإنجليزية: Genentech)، حيث تم تصنيع مواد معدلة وراثياً للاستخدام في المجالات الطبية والبيئية. وقد كانت تعتمد بشكل أساسي على تقنيات الحمض النووي المؤتلف، أو ما يعرف بالهندسة الوراثية، إذ سُجلت أول براءة اختراع في هذا المجال عام 1982م، عندما تم تصنيع الأنسولين المؤتلف بواسطة تقنيات الهندسة الوراثية. هذا الإنجاز، الذي اعتمد على بعض أنواع العفن، أحدث تحولاً ملحوظاً في عالم صناعة الأدوية البروتينية المعدلة.
أفرع التكنولوجيا الحيوية وتطبيقاتها
تنقسم التكنولوجيا الحيوية إلى أربعة أفرع رئيسية، تشمل:
التكنولوجيا الحيوية الطبية
تسعى التكنولوجيا الحيوية الطبية إلى تحسين الصحة العامة للإنسان، وتعتمد على استخدام خلايا حية لإنتاج أدوات تساعد في الحفاظ على صحة الإنسان. من أبرز تطبيقاتها:
- فحص الحمض النووي لتحديد أسباب الاضطرابات الوراثية وتطوير علاجات لها، وهو ما يعرف بالعلاج الجيني.
- تطوير اللقاحات والمضادات الحيوية، بالإضافة إلى استغلال النباتات المعدلة وراثياً لإنتاج أجسام مضادة متنوعة.
- اختراع تقنيات النانو التي تشمل أدوات صغيرة جداً قادرة على استكشاف جسم الإنسان.
- العلاج باستخدام خلايا جذعية، والذي يتمحور حول استبدال الخلايا والأنسجة التالفة أو غير السليمة.
التكنولوجيا الحيوية الزراعية
تستخدم التكنولوجيا الحيوية لتحسين الزراعة وذلك من خلال إدخال جينات معينة للنباتات لتعزيز خصائصها ومساعدتها على مواجهة الظروف البيئية القاسية. ومن التطبيقات البارزة في هذا الميدان:
- زيادة مدة صلاحية المنتجات الزراعية عبر إدخال مواد معدلة وراثياً.
- إنتاج محاصيل قادرة على صنع مبيدات حشرية خاصة بها للحماية من الآفات.
- تعزيز قدرة المحاصيل على مقاومة الأعشاب الضارة بواسطة مبيدات الأعشاب.
- إنتاج هرمون نمو لزيادة إنتاج الحليب في الأبقار.
- زيادة المحصول الزراعي بتزويد المزروعات بمكملات غذائية معدلة وراثياً.
- نمو محاصيل قادرة على التكيف مع الظروف المناخية الصعبة مثل الجفاف والبرودة والملوحة (الإجهاد غير الحيوي).
- دمج جينات من أنواع حيوانات مختلفة، مثل دمج جينات العناكب التي تنتج الحرير بجينات الماعز لإنتاج بروتينات الحرير.
التكنولوجيا الحيوية الصناعية
تستخدم التكنولوجيا الحيوية الصناعية الإنزيمات والكائنات الدقيقة والنباتات لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الصناعية، ومن أبرز تطبيقاتها:
- إنتاج طاقات بديلة تعتبر صديقة للبيئة، حيث لا تسبب انبعاثات غازات دفيئة.
- تصنيع مجموعة متنوعة من المنتجات الصناعية مثل الكحول والمنظفات ومستحضرات التجميل.
- تحقيق ممارسات صناعية مستدامة تُعرف بالتصنيع الأخضر والذي يتميز بتكلفته المنخفضة.
التكنولوجيا الحيوية البحرية
تدخل التكنولوجيا الحيوية في عالم الأحياء البحرية، ومن أبرز تطبيقاتها:
- تحسين تقنيات تربية الأحياء المائية وزيادة إنتاجيتها.
- تحفيز عملية التكاثر لدى الأسماك باستخدام هرمونات مصنعة.
- تعزيز تغذية الكائنات البحرية من خلال تحسين جيناتها المرتبطة بعملية نقل الجلوكوز باستخدام الهندسة الوراثية.
- استخدام تقنيات تفاعل البلمرة المتسلسل لعلاج الأمراض التي تصيب الكائنات البحرية.
