الهندسة الوراثية في الحيوانات

1:08 ص المكتبة الزراعية الشاملة

الهندسة الوراثية في الحيوانات

شهد الربع الأخير من القرن الماضي تقدما هائلا في تطبيقات الهندسة الوراثية، فقد ظهرت للمرة الأولى الحيوانات العبر جينية Transonic animals ، وهي الحيوانات التي نقل إليها جينات من كائنات غريبة عنها. في الماضي، كان التزاوج بهدف التحسين الوراثي يحدث فقط بين أفراد السلالة أو النوع الواحد لأن هناك حواجز بين الأنواع يصعب اختراقها. إلا أن العلماء تمكنوا من التغلب على هذه العوائق باستخدام البيوتكنولوجيا الحديثة، بل وأمكنهم تبادل المادة الوراثية بين أجناس وأنواع مختلفة تماما، وكأن الحدود الفاصلة بين الكائنات الحية على اختلاف أنواعها من حيوانات وحشرات ونباتات الخ، قد اختف إلى الأبد. وبناء عليه فقد تولدت كائنات لم

تعرفها الطبيعة من قبل.

في منتصف الثمانينات من القرن الماضي ظهرت أول حيوانات عبر جينية من

حيوانات المزرعة )أرانب، أغنام، خنازير(. وتوال التجارب في هذا المجال لتشمل

الماشية والماعز والدجاج وعشرات من ان و عا الأسماك. وعلى الرغم من هذه التطورات إلا أن أهداف التحسين أو التحوير الوراثي باستخدام البيوتكنولوجيا الحديثة هي نفسها تقريبا الأهداف التي كنا نسعى لتحقيقها بطرق التربية التقليدية، فكلاهما

يسعى إلى تحسين إنتاجية الحيوانات وكفاءة تحويل الغذاء، زيادة قدرة الحيوانات

على مقاومة المرض، زيادة قدرة الحيوانات على التأقلم للظروف البيئية، تحسين أو تغيير خصائص المنتجات الحيوانية. إلا أن التحوير الجيني باستخدام التكنولوجيا الحديثة يتميز بخاصيتين جديدتين لا نستطيع تحقيقهما بالطرق القديمة :

1 . سرعة الحصول على الصفات المرغوبة .

2 . نقل صفات معينة )جينات( بين أنواع لا تم لبعضها بصلة قرابة، الأمر يؤدى إلى تكوين الحيوانات العبر جينية. والتجارب تجرى لتحويل حيوانات المزرعة إلى مصانع بيولوجية تنت في ألبانها زلال مفيد، والبداية كان مع الفئران حينما تم إدخال

الجين الذى يشفر لهرمون النمو البشرى في جينوم الفئران وتوال التجارب لإدخال جينات موجهة في حيوانات المزرعة لإنتاج ببتيدات وزلال في ألبانها، وحينما تتزاوج هذه الحيوانات فإنها تمرر جيناتها لأبنائها، فتنت الإناث منهم ألبانا تحتوى على هذه

المركبات . ولكن من أهم عيوب تكنولوجيا نقل الجينات في الوق الحالي أنها مكلفة، ومنخفضة الكفاءة حيث تتسبب في نفوق أعدادا كبيرة من الأجنة أو المواليد ، بالإضافة إلى حدوث كثير من التشوهات الخلقية أثناء إجراء التجارب. أضف إلى ذل الأخطار التي قد تنجم عن الحيوانات المعدلة وراثيا في حالة هروبها واختلاطها بالحيوانات الم وجودة بالبيئة الطبيعية، وما يصاحب ذل من انتشار الجينات الغريبة، الأمر الذي يؤدى إلى اختلال التوازن البيئي وقد يؤدى إلى القضاء على الحيوانات الطبيعية، خاصة إذا كان الحيوانات المعدلة وراثيا تتمتع بمميزات تنافسية أقوى . وهناك شكوك عند بعض الناس في الغذاء أو الدواء الذي تنتجه تل الحيوانات. بالإضافة إلى خشيتهم من تسرب منتوجات غريبة إلى موائد طعامهم فتصيبهم بالمرض أو بالتسمم.

أهداف الهندسة الوراثية في حيوانات المزرعة

الهدف الأساسي هو توفير الغذاء لملايين الجوعى، تأتى بعد ذل الأهداف الطبية والعلاجية مثل زراعة الأعضاء وانتاج المركبات الصيدلانية وعمل نماذج من الحيوانات كبدائل للبشر تستخدم في دراسة الأمراض البشرية وطرق علاجها. من الطبيعي أن نسعى إلى زيادة انتاج الغذاء في العالم ليواكب الزيادة المضطردة في عدد السكان رغم ان المشكلة هي في توزيع الغذاء. البلدان المتقدمة الغنية تضم حوالي

20 % من مجموع السكان في العالم ومع ذل فإنها تستهل حوالي 86 % من الاستهلاك العالمي. في المقابل فان أفقر 20 % من سكان العالم يستهلكون فقط 1.3 % من الاستهلاك العالمي.

معظم الصفات التي يسعى العلماء لتغييرها هي صفات معقدة مثل النمو والتمثيل الغذائي، هذا بالإضافة إلى أن أنواع الحيوانات التي تم تطويرها تح نظام الزراعة المكثفة وصل إلى أقصى معدلات الإنتاج تقريبا نتيجة عمليات الانتخاب والتحسين على مدى عشرات السنوات. فمثلا البقرة الحلابة تح ظروف الزراعة الكثيفة تنت أكثر من 8000 لتر من الحليب في الموسم الواحد، والدجاجة البياضة التي كان تعطى حوالي 70 بيضة في العام، وصل حاليا إلى أكثر من 300 بيضة سنويا . أما كتاكي اللحم فتصل حاليا إلى عمر 26 التسويق والذبح بعد حوالي 6 أسابيع موازنة ب 12 أسبوع منذ 40 عاما مض . ولذل فالاحتمال قليل في تحسين سرعة نمو إنتاجية الحيوان دون أن يلحق به الأذى والضرر.

1 . تحسين إنتاجية الحيوانات : أ. زيادة سرعة النمو في الحيوانات معظم أبحاث نقل الجينات في حيوانات المزرعة تركزت حول زيادة سرعة النمو، وذل بسبب

أهميتها من الناحية التجارية ولان هرمونات النمو استخدم في تجارب سابقة مع الفئران. هرمون النمو من الهرمونات القوية التي تفرزها الغدة النخامية، وتؤثر في نمو الهيكل العظمى والعضلات في الحيوانات الصغيرة، كما أن له تأثيرا كبيرا في تمثيل السكريات والدهون بالجسم. وقد أدعى بعض الباحثين إمكان استخدامه كدواء أو علاج تكميلي لتنشيط كثير من الوظائف الحيوية مثل زيادة نمو العضلات وحماية العظام والمفاصل وتحسين الأداء الجنسي والنوم والمناعة والوظائف العصبية. إلا أن الدراسات أشارت إلى أن المستويات المرتفعة منه تؤدى للإصابة ببعض الأورام السرطانية خاصة سرطان البروستاتا . ب. زيادة سرعة النمو في الأسماك حقق تجربة السالمون سريع النمو نجاحا كبيرا . حيث تمكن الباحثون من تطوير سلالة من

السالمون العبر جيني الذي يفوق السالمون العادي في الحجم بأكثر من 10 مرات ويصل إلى وزن التسويق ) 3 - 4.5 كجم( في خلال 14 شهرا أو أقل )أقل من نصف المدة العادية تقريبا (.

2 . تغيير خصائص المنتجات الحيوانية وإنتاج مركبات بيولوجية هامة :

أ. تغيير خصائص المنتجات الحيوانية : أجري كثير من التجارب التي تهدف إلى تغيير خصائص معينة في اللحم، اللبن، الصوف، البيض باستخدام تكنولوجيا نقل الجينات، ولكن تغيير تركيب الحليب ومكوناته كان أهم ما استحوذ على تفكير العلماء، وكانوا يسعون من وراء ذل إلى تحقيق ثلاثة أهداف رئيسة         

 إنتاج لبن بقرى يماثل في خواصه الحليب البشرى لتحسين خواص الحليب المحضرة صناعيا لتغذية الأطفال .

 زيادة نسبة المكون الأعلى قيمة في الحليب وهو الزلال، فمجرد زيادة قدرها 10 % في نسبة الزلال في الحليب تؤدى

إلى زيادة أربا صناعة الحليب كثير ا .

 تخفيض نسبة سكر الحليب )اللاكتوز( لفتح مزيد من الأسواق أمام تجارة الحليب، إذ يقدر نسبة من يجدون صعوبة

في هضم اللاكتوز ( حوالي 70 % من سكان العالم معظمهم في آسيا .

ب. إنتاج مركبات بيولوجية هامة : أي كائن حي أو جزء منه يمكن استعماله كمصنع بيولوجي للأدوية. البكتيريا، الخميرة، خلايا

الحشرات، خلايا الثدييات، خلايا النباتات، بيض الدجاج. جُيعها تشكل نظما إنتاجية ويمكن الحصول على الزلال العلاجي

بعدة طرق أهمها :

 الاستنبات الخلوي سواء في خلايا البكتيريا أو النباتات أو الثدييات .

 النباتات أو الحيوانات العبر جينية هرمونا الأنسولين والنمو هما أول ما تم إنتاجه من الزلال البشري، بواسطة البكتيريا، في أوائل الثمانينيات من القرن العشرين. وتتميز البكتيريا بكفاءتها وسرعة نموها، ا ولخبرة الكبيرة في مجال إنتاج الأدوية من النظم البكتيرية. إنتاج زلال غريب في حليب الحيوانات العبر جينية بدأ في عام 1987 م حيث

تم إنتاج منشط البلازمينوجين النسيجي في حليب الفئران )مذيب لجلطات الدم التي تسبب النوبات القلبية والدماغية(. منذ ذل الحين تم إنتاج أكثر من 30 زلال علاجي بشري معظمها في الحليب، بعضها في الدم والبول، مثل اللاكتوفيرين، اللاكتالبيومين، ومضاد الثرومبين، مضاد التربسين، والليزوستافين وغيرها . كل ذلك أدى

إلى ظهور ما يعرف بالصيدلة البيولوجية أو الحيوانية وتعنى إنتاج المركبات الدوائية بواسطة حيوانات المزرعة مثل الأبقار والأغنام والماعز. والعملية تتم بإدخال الجين البشري في جينوم الحيوان بحيث يتم التعبير عنه )تخليق الزلال(

في نسي الضرع فقط، ولذل فانه لابد من إضافة قطعة من ال DNA تسمى الحافز أو المنظم إلى الجين البشرى، هذه القطعة تعتبر بمثابة المفتا الذي يغلق أو يفتح عمليتي النسخ والترجُة بحيث يقتصر على نسي الضرع فقط، حتى يتم إفراز الزلال في اللبن . وهناك عدد من الأسباب وراء استخدام الحيوانات في إنتاج الدواء أهمها :

i . يمكن بواسطتها إنتاج الدواء بكميات كبيرة وبتكاليف قليلة .

ii . يمكن عند زيادة الطلب على الدواء الإكثار من هذه الحيوانات بسهولة، وبالتالي مضاعفة الإنتاج .

iii . إنتاج الزلال الدوائي في خلايا الثدييات يعنى أنها في الصورة التركيبية المناسبة لجسم الإنسان.

ومن أهم المركبات البيولوجية

1 . الإنزيم المضاد للتربسين.

2 . بروتينات تجلط الدم .

3 . هرمون النمو البشرى.

4 . الليزوزيم.

5 . حرير العنكبوت.

ت. زيادة قدرة الحيوانات على مقاومة المرض : تسبب الأمراض خسائر كبيرة في قطعان الحيوانات خاصة تل التي تربى تح

ظروف الزراعة الكثيفة، وينطبق هذا ليس فقط على مجموعة الأمراض التي انتشرت في الآونة الأخيرة مثل جنون البقر، مرض

القدم والفم، أنفلونزا الطيور والأمراض التقليدية الاخرى. هناك عددا من الوسائل البيوتكنولوجية التي يمكن بها القضاء على هذه الأمراض

 تحسين قدرة الجهاز المناعي في الحيوان على مقاومة المرض .

 التحصين المناعي للحيوان.

 نقل الجينات الخاصة بمقاومة المرض للحيوان .

 إزالة الجينات التي تسبب إصابة الحيوان بالمرض.

مشاركة