إن التكنولوجيا الحيوية تمثل إحدى الركائز الأساسية في قطاع الصناعة المرتبطة بعلم الأحياء، حيث قدم هذا العلم في الآونة الأخيرة العديد من التطبيقات والاكتشافات التي أثارت إعجاب البشرية، وأثر بشكل إيجابي على تحسين صحة الإنسان.
دور التكنولوجيا الحيوية
التكنولوجيا الحيوية هي علم يستخدم الكائنات الحية لإنتاج منتجات مفيدة للبشرية، ويعتمد على توظيف علم الأحياء لدخول وتأثير مختلف المجالات العلمية والحياتية. وتبرز أهميتها في مجموعة من المجالات مثل:
- الإنتاج الحيواني.
- تطوير المحاصيل والنباتات.
- الصناعة.
- الطب.
- البيئة.
سنتناول في السطور التالية بعض طرق الاستفادة من هذه العلم بشكل مفصل.
الإنتاج الحيواني
ساهمت التكنولوجيا الحيوية في العديد من التعديلات الجينية الهادفة إلى تحسين الإنتاج الحيواني من خلال:
- تعزيز الكتلة العضلية في الحيوانات.
- زيادة مقاومتها للأمراض الشائعة التي تؤثر على إنتاجيتها وصحتها.
- تحسين الإنتاجية للمنتجات الحيوانية، مثل البيض والحليب والبروتين.
الإنتاج النباتي والمحاصيل الزراعية
لقد لعبت التكنولوجيا الحيوية دورًا فعالًا في تحسين وزيادة الإنتاج الزراعي عبر:
- إجراء تعديلات جينية على أنواع عدة من النباتات لتمكينها من مواجهة الظروف البيئية الصعبة مثل الصقيع والحشرات.
- زيادة قدرة النباتات على مقاومة الآفات والأمراض.
- تقليل الأضرار الناتجة عن المبيدات الحشرية.
- رفع القيمة الغذائية للمحاصيل وتحسين مذاقها وقوامها.
- تمكين التحكم في حجم ولون الثمار وفقًا للرغبة.
- زيادة إنتاجية النباتات في أوقات أقصر.
الصناعة وإنتاج الطاقة
أسهمت التكنولوجيا الحيوية في تطوير المجال الصناعي من خلال:
- إنتاج الوقود الحيوي.
- إنتاج المواد الكيميائية.
- المساعدة في التخفيف من مشكلة الاحتباس الحراري التي تعاني منها معظم البيئات.
- تطوير مصادر الطاقة بحيث تتناسب مع المعايير البيئية.
- توفير طاقة متجددة أقل ضررًا على البيئة.
- استخدام العلماء الوقود الحيوي المشتق من بعض النفايات غير المستغلة.
- صناعة الأغذية بصورة أفضل من خلال:
- تعديل الإنزيمات المستخدمة في تصنيع العصائر والخبز وأنواع الجبن المختلفة.
- زيادة القيمة الغذائية للمنتجات، مثل تطوير الأرز الذهبي.
العلاجات الطبية
كان للتكنولوجيا الحيوية تأثير كبير على تطوير العلاجات الطبية من خلال:
- توفير نحو 250 منتجًا دوائيًا، بما في ذلك الأنسولين، الذي يلعب دورًا حيويًا في علاج مرضى السكري.
- تقديم مجموعة واسعة من اللقاحات لفيروسات وأمراض معدية.
- تقديم علاجات للأضطرابات الجينية والوراثية عبر اكتشاف الطفرات الجينية.
- إجراء تعديلات جينية على بعض البكتيريا لإنتاج مادة (السايتوكين) التي تعزز مناعة الجسم.
- هذا يشكل عنصرًا علاجيًا مهمًا لبعض المرضى الذين يعانون من اختلالات جينية تؤثر على قدرة الجسم على إنتاج هذه المادة.
- استعمال الملفات الجينية لمرضى محددين لتحديد العلاجات المناسبة وتجنب الأعراض الجانبية الخطيرة لبعض الأدوية.
الحفاظ على البيئة
لقد أسهمت التكنولوجيا الحيوية بشكل كبير في معالجة العديد من المشكلات البيئية من خلال:
- استخدام كائنات حية ونباتات تم تعديل جيناتها لإزالة السموم من المياه والتربة.
- المساهمة في تقليل الغازات الضارة الناتجة عن المصانع.
- استعمال أنواع معينة من الكائنات الدقيقة للتخلص من البقايا النفطية في المحيطات.
- تطوير مفاعلات حيوية لإنتاج إنزيمات مخصوصة لتحليل النفايات الصلبة وتحويلها إلى وقود حيوي.
- تمكن العلماء من استخراج الميثان من أنواع معينة من البكتيريا واستخدامه كوقود، مما ساعد على تقليل التلوث.
أقسام التكنولوجيا الحيوية
تجدر الإشارة إلى أن التكنولوجيا الحيوية تتنوع في تصنيفاتها إلى عدة أقسام معروفة بألوان مختلفة للدلالة عليها، وهذه الأقسام تشمل:
-
البيوتكنولوجي الأحمر:
يرتبط بالمجال الطبي والعلاجي، ويتمثل في:- إنتاج أنواع من المضادات الحيوية المستخرجة من الكائنات الدقيقة.
- إنتاج أدوية للمشاكل الجينية.
- علاج الأمراض الخطيرة مثل السرطان.
-
البيوتكنولوجي الأخضر:
يشير إلى النباتات، ويتضمن العديد من النظريات الحيوية مثل:- تطوير نباتات جديدة بتعديلات وراثية.
- زراعة الأنسجة النباتية.
- إنتاج مبيدات حشرية صديقة للبيئة.
- إنتاج أسمدة حيوية تعزز خصوبة الأرض.
-
البيوتكنولوجي الأبيض:
يعرف أيضًا بالصناعي، ويشمل الاستخدامات المختلفة للكائنات الدقيقة لإنتاج مواد كيميائية، وعلاج الأنسجة والجلود، وإنتاج الكحول وبعض الأحماض الأمينية.
يهتم بدراسة المسطحات المائية والكائنات البحرية، ويتميز باستخدام تقنيات مختلفة في تحسين العمليات البيولوجية البحرية.
جامعات تدرس التكنولوجيا الحيوية
هناك العديد من الجامعات التي تقدم برامج متعددة في مجال التكنولوجيا الحيوية، منها:
- جامعة هارفارد.
- جامعة أكسفورد.
- جامعة ستانفورد.
- جامعة كامبريدج.
- معهد ماساتشوستس.
من الجدير بالذكر أن خريجي هذا التخصص يمتازون بكفاءة في تقنيات التعديل الوراثي، ولهم القدرة على العمل في مجالات متعددة تتعلق بـ:
- تطوير الأدوية العلاجية.
- تصنيع اللقاحات والتطعيمات الجديدة.
- تهجين النباتات.
- إعادة تدوير النفايات باستخدام البكتيريا.
- تقنيات معالجة المياه.
- مراكز الأبحاث العلمية.