سناريوهاي آينده زيست فناوري

مالحسينیمریم –عابدياسماعيل

:مطالب ارائه شده

مقدمه وضعيت فعلي صنعت زيست فناوريآينده زيست فناوريدرمان هاي انسانيزيست فناوري کشاورزيزيست فناوري صنعتيمحاسبات بيولوژيکيعلم مواد مهندسي زيستمهندسي زيستي محيط زيست

فناوري هاي محرك انقالب زيست فناوري مفاهيم بلوغ زيست فناوري سناريوهاي آينده زيست فناوري

نتيجه گيريمنابع

چکيده

و ممکن بخش عمده اي از تحقيق و توسعه در زیست فناوري در یک سرعت سریعی بلوغ یافته استه اي ای بخش هاي زیست فناوري در حال ظهور، شامل محدود. است به زودي با یکدیگر همگرا شوند

يند از توسعه داروهاي جدید و مواد دارویی، غذاهاي مهندسی شده ژنتيکنی، ننتنرل فرنینندهاي تو گاه هایی بنر صنعتی و دستگاه هاي محاسبات بيو وژیکی مبتنی بر ایجاد مواد جدید صننعتی و دسنتینک از هنر. اساس ساختارهاي بيو وژیکی و استفاده از زیست فناوري در تو يد مواد غذایی می باشند

ر بنا قوه در بررسی تنثیي. ای بخش هاي پژوهش پتانسيل قوي براي واننش هاي اجتماعی را نياز داردشده فناوري زیستی در جامعه، دو محرك اساسی مویر بر پذیرش اجتماعی زیست فناوري شرح داده

اول، درنمد حاصل از ادغام فناوري هاي مورد استفاده جامعه تا چه حد است و تا چه حد درك . استدوم، درجنه اي ننه منردم در نهاینت مح نو ت . زیست فناوري را به شدت تحت تایير قرار می دهد

علنی را بيوتکنو وژیکی بدست نمده و فرنیندهاي جایگزی مشنرو و قابنل اعتمناد بنه مح نو ت فدر . هندممک است هر دو بازار تقاضاي تبليغ سياست هاي عمومی را شکل د! می پذیرند چقدر است

مفاهيم ای تحقيق چهار سناریوهاي جایگزی مجزا براي نینده زیست فناوري نشان داده شده است و. ای حا ت مورد بحث قرار گرفته است

مقدمه

. باشنداز او ي شهرك هاي نشاورزي به بعد، بشریت همواره به دنبال ننترل محيط طبيعنی نن هنا میمح و ت براي ارائه غنذاهاي مذنذي تنر پنرورش داده شنده اند و در این بني رونند پنرورش رت و

دهنده و پمادهاي شفا. دام و حيوانات خانگی اهلی از طریق صدها نفر از نسل پرورش ننترل شده بودندهنزاران سنال بعند، عننوان انقنال . درمان نننده از گياهان و ریشه هاي نشت توسعه داده شده اسنت

علنم صنعتی در سراسر اروپا گذشت، زمينه هاي نظري و تجربی فيزیک، شنيمی و مهندسنی مندرن و.ریاضيات در ميان روشنگري ادبی، موسيقی، و هنري نه انقالبی در جامعه است شکوفا شد

جنر با رشد درك ما از زیست شناسی، تمایل او يه و مداوم بشریت به بهره برداري از جهنان اطنرا ، منبا در نظر گرفت اینکنه نینا اهنرم داننش 1970sگردید زیست شناسان و بازرگانان مختلفی در اواخر

ازار نزاد نمایی اخبار به رشد زیست شناسی سلو ی و مو کو ی به مح و ت اسنت ننه منی توانند در بنه شکلی نه ما صنعت زیست فناوري ب. با ای مفهوم تو د صنعت زیست فناوري شکل گرفت. فروخته شود

از نن شنرو زودرس و . ایجناد گردیند1976امروز می شناسيم با تثسيس تکنو وژي ژنتينک در سنال ننه در منح ر به فرد، تعدادي از شرنت هاي به طور انح اري بر روي مح و ت و فرنیندهاي زیستی

. رسيده متمرنز شدند5500افزایش یافته و به بيش از .سراسر جهان در یک دوره نسبتا نوتاه از زمان

فناوريزيستصنعت فعليوضعيت

.از دینندگاه بننازار، د يننل قابننل تننوجهی بننراي خوشننبينی در مننورد ادامننه رشنند صنننعت وجننود دارد.ميليارد د ر افنزایش یافتنه اسنت13درصد در سال جاري به 20فروش مح ول در سراسر جهان به

. شنوددر بخشی از اتحادیه رو به رشد با شرنت هاي شيميایی داروینی بنه شنکل مناسنبی هندایت میتري از قيمنت پيچيدگی بازار به تدریج بيشتر در مورد روش هاي ارزیابی است نه به تدریج یبات بيشن

سال اسنت، در حنال حاضنر 25با اینکه س ای صنعت نزدیک . سهم شرنت هاي دو تی ترویج یافتير یک توده مهم از دانش استراتژیک و عملياتی نينز در دسنترس بنراي هندایت مندیریت ارشند در سن

ی در نهایت، تذييرات جمعيت شناختی نيز بنراي مح نو ت علنوم زنندگ. شرنت هاي خود وجود داردبه طور خاص، پير شدن جمعيت جهان ما در حال نمک بنه ینک تقاضنا بنراي مح نو ت . مویر است

.خودرو خدمات بهداشتی و بر حفظ نيفيت زندگی است

...ادامه

از حنا تناریخی، درك عمنومی در خ نوص . صنعت زیست فناوري روي چندی تهدید و چا ش تانيند دارداط در بهتری حا ت بوده است و در حنال حاضنر منوجی از احتيندوسوگرااستفاده از مح و ت زیست فناوري

تع ن . م ر نننده و عدم قطعيت در مورد بسياري از مح و ت، به وینژه بنراي منواد غنذایی وجنود داردعيت عمومی عليه زیست فناوري نشاورزي مح و ت و خدمات به خ وص در اروپا شدت گرفته است ای وضن

با درك محدود دو ت و قوه مقننه از زیرسناخت هناي علمنی و فنناوري در حماینت از صننعت زیسنت فناوري .تشدید شده است

زمينه ها بنه نرخ انتشافات علمی در بسياري از. از چشم انداز فناوري، زیست شناسی هنوز علم با ذی نمی باشدف توصني. سرعت در حال افزایش است و پيشرفت هاي فناوري هاي بنه شنکل وحشنتنانی رو بنه رشند اسنت

ی بلنوغ ساختاري سيستماتيک، اغل قبل از انتشافات عميق بوجو نمده است و در حال حاضر زیسنت شناسنل در واقن،، زیسنت شناسنی تبندی. یافته از نار توصيفی در حال انجام در سراسر جهان وعده ظهور داده اسنت

ه طور مسنتمر توصيف به علم پيش بينی می باشد و در هر دو وضوح و پيچيدگی پرسش و پاسخ هاي تجربی بموارد نمونه از موضوعات پژوهش حاضر، در محدوده ژن هاي از بافت ها و ارگان هنا در . در حال افزایش استچارچو اساسی زیست شناسی نظري به طور همزمان در زمينه هاي مختلنف در حنال. حال بررسی می باشد

و ی توسعه است، ترویج مطا عات در عمق به عنوان مدل فيزیو وژي تمنام بندن و شنبيه سنازي تکامنل مو کن.متفاوت می باشد

زيست فناوريآينده

رننز اگر چنه در حنال حاضنر تم. بلوغ در حال رشد زیست فناوري متقارن با زیست شناسی می باشدسنال 20مح ول در بازارهاي درمانی انسان ها وجود دارد، و ی به احتمال زیاد یک واژگونی بازار در

نینننده، توسننط مح ننو ت درمننانی بشننر در نن زمننان، رخ می دهنند و احتمننا اقليننت مح ننو ت ري در همگرایی و هم افزایی طيفنی از ننواحی زیسنت فناو. زیست فناوري در بازار را تشکيل می دهند

حال ظهور، از توسعه داروهاي جدید و مواد مخدر، غنذاهاي مهندسنی شنده ژنتيکنی و بيو نوژیکی، جاد منواد جدیند ننترل فرنیندهاي تو يدات صنعتی و دستگاه هاي محاسبات بيو وژیکی گرفته تا ای

حفنظ و صنعتی و دستگاه ها بر اساس ساختارهاي بيو وژیکی و استفاده از زیست فناوري بنه جهنت. بهبود تذذیه و محيط زیست جهانی، رشد خواهد داشت

تکنولوژي در صنعت زيست فناوريهمگراييبخش هاي بازار و

:هر ندام از ای نواحی به طور جزئی در شکل زیر شرح داده شده است

جديددر حال توسعه داروهاي : انسانيدرمان هاي

مح نول درمنانی و داروهناي 438خط تو يد مح و ت درمانی هرگز قوي تر نشده اند در حال حاضر تنهنا طبقنه عملکنردي قنرار می گيرنند و این طبقنه بنندي 16این مح نو ت در . انسان در حال توسعه است

روقنی و بطورگسترده اي به سوي انوا بيماري هایی مانند سرطان، بيماري هاي عفونی، بيماري هاي قلبنی عدر تا نننون بيشنتری تعنداد مح نو ت در حنال توسنعه. اختال ت ع بی و ایمنی هد قرار داده شده اند

سيستم عامل فنناوري در مطا عنه بيمناري هناي بشنر فعنال 18بيش از . درمان سرطان ها متمرنز شده اندنی خناص، مو کول در نظر گرفته شده به محض پاسخ ایم)رایج تری فناوري در استفاده از وانس ها . هستند

ننتنی ) اص نه باعث ننتی بادي هاي مونونلوننال بسنيار خن( ایجاد م ونيت به سمت تایير فيزیو وژیک استی هر یک از ای ها تکنينک هنای. ، و ژن هاي درمانی می شود(بادي هاي تو يد شده براي اهدا منح ر به فرد

هبنود هستند نه در سيستم عامل نونورانه تکنو وژي هناي هيبریندي، ترنين می شنوند و احتمنال سنری، ب. ناپيوسته در نارایی و ایربخشی را ارائه می دهند

سنال 15ميليون د ر و 300بسياري از ای مح و ت از طریق یک فرایند تحقيق و توسعه نه اغل نياز به طح ای فرایند توسعه به طور معمول توسنط ینک سن. توسعه مح ول و زمان نزمون دارد توسعه داده شده اند

ر اغلن بن''بازخورد مشتري مشخص"از عدم اطمينان در مورد پذیرش بازار نهایی و محدود محکمپایدار و . اساس نتایج دقيق نزمایشات با ينی مدیریت می شود

ذاغو تغذيه اثربخشيرشد نسبت: زيست فناوري کشاورزي

سعه از شرو سرمایه گذاري هاي شرنت هاي جهانی، بسياري از شرنت ها در برنامه هاي تحقيق و تورن بعند از پيشرفت بيشتر در رشته مهندسی نشاورزي در نيم ق. تالش قابل توجهی را نغاز نرده اندبنه به طور سنتی، مح و ت غنذایی ماننند گنندم، رت و بنرنج. ده هزار سال گذشته ایجاد گردید

این صورت خيلی نهسته و دشوار از گونه هاي زراعی مختلف پرورش داده می شدند و نتایج نهناییو ت امروزه، ت فيه بنا و مهندسنی ژنتيکنی مح ن. نزمایش ها سال ها طول نشيد تا شفا گردید

برابنر انجنام 1000–100نشاورزي ممک است در هفته ها و ماه ها به شکل فشرده چرخنه از .تنوعی از ویژگی ها براي اصالح ژنتيکی هد قرار داده شدند. شود

فت با ر)اول، مح و ت در حال مهندسی مجدد هستند تا مقاومت زیست محيطی به عنوان مثال ی ای پيشرفت اجازه م. را افزایش دهند( درجه حرارت و رطوبت و بهبود مقاومت به حشرات و نفات

. وم شونددهد مح و ت به طيف با یی از شرایط محيطی نسبت به هر زمان دیگري قبل از رشد مقا.در نهایت افزایش ظرفيت از محيط زیست اطرا می باشد

...ادامه

، انندازه و دوم، گياهان ممک است به شکل ساختاري تذيير ننند تذييراتی در شنکل بنر ، گلبنر ه نناهش ای تذييرات ساختاري منی توانند بن. تذييرات ساقه، شاخه، ریشه و ساختار دانه داشته باشند

ی توانند سوم، محتواي تذذیه مح و ت م. انرژي مورد نياز گياهان و افزایش مح ول بيشتر منجر شودئي ، چربی، به طور قابل مالحظه اي از طریق تنظيم مو کو ی و تنظيم درصد نسبی و توزی، روغ ، پروت

گر چه همچنان بنه عننوان. و نربوهيدرات موجود در داخل ميوه، بر ، گل و دانه ها افزایش پيدا نند، یک واننش قابل توجه، شک و تردیدهاي عمومی در مورد غذاهاي مهندسی شده ژنتيکی وجنود داردا در نهایت چني پيشرفت هاي همچنان براي بهبود سالمت و رفاه جمعيت ت اعدي در حنال رشند من

.بوجود نمده است

: زيست فناوري صنعتيشناسيکردن فرآيندهاي توليد عمر صنعتي از طريق زيست جايگزين

مانند اسنيد، فرنیندهاي تو يد صنعتی به طور سنتی متکی بر درجه حرارت با و انرژي، مواد شيميایی مضرخطرنناك قليایی، سيليکات، و سورفکتانت، و اغل دچار تو يد بنيش از حند فسنفر و نسنل ضنایعات فلنزي

ر را ارائنه در مقابل، زیست فناوري وعده ها و واقعيت یک محيط تو يد به مرات مالیم تر و پایدار تن. می باشندبه گرد هم نوردن. واننش هاي ننزیمی در نقش همان درجه حرارت با و فرنیندهاي انرژي هستند. می دهد

ی سناختار مو کنو. واننش دهنده ها در فضا و زمان به ترویج یبات حا ت مينانی از ینک وانننش می پنردازد-3،000معنادل درجنه حنرارت از واننشنیناتنا يزواننش . ننزیم ها براي ناتا يز دماي بدن تکامل یافته اند

5،000Cمی باشد.ننه در ننردزیستی را می توان از بدن هاي قوي تر به انوا فرنیندهاي تو يد، منتقنلناتا يزوريای رویکرد

بنا را می توان در محل منواد شنيميایی مضنر و دمنا و اننرژينميالزو سلو زنن ننزیم مانند يپاز، پروتئاز، دي سال نینده احتمال دارد نه ای فرنیندهاي تو يد ناتا يزوري زیسنتی بنه حن50در عرض . نردجایگزی

انی تکامنل مجوز ساخت بيو وژیکی نا هاي م رفی مانند پوشاك، مح و ت پالستيکی، و م نا ح سناختمانند نوازم یافته و همزمان را بدهد، روش ناتا يزوري زیستی به مونتاژ مح و ت و ماشي ن ت پيچيده تر م

.خانگی، خودرو، اجزا و قطعات حتی شاید ا کترونيکی نمک می نند

: محاسبات بيولوژيکيالفعکامپيوترهايتراشه هاي کامپيوتري مبتني بر سيليکون با جايگزين

اول، طرح هناي. وجنود داردشناسنیجهت تعریف جریان ادغام علوم نامپيوتر و زیست رویکرددو اريابتکنهنايطنرح این اهرم هستند در حنا ی ننه محاسباتیابتکاري مختلف در پيشرفت قدرت

ازي ساختار و مکانيسم هاي بيو وژیکی را پشتيبانی می ننند اعم از تجزیه و تحليل و مدل سافشايگوهناي اطالعات با توجه بنه ا مو کو یدر وضوح ژنومیسازمان در مقياس ژنوم، شبيه سازي تکامل

چنند هاي محاسبات مورد استفاده در ه انسان براي انجام پردازش شنناختیا گوریتمپروتئي و .و خيره سازي حافظه استفاده شده استمحاسباتیای مطا عات در قدرت . ع بیبيو وژیکی بي رایانه هايهمگراییرایانه هاي بيو وژیکی در مرنز بر اساس برايتعریف شده رویکرد

راشنه توزی، شده می باشد و توزی، دستگاه هاي پردازش اطالعات مانند نوازم خنانگی بنه فنناوري تهاي جاسازي شنده را منی تنوانمحاسباتیبه طور خاص، دستگاه هاي . جاسازي شده بستگی دارد

داخنل در نتيجه در نامپيوترهاي پوشنيدنی، پنردازش بسنيار توزین، شنده دربسپارهاداخل زیست انونندستگاه هاي خانگی و در نهایت، تواب، پردازش اطالعات توزی، شده از طرینق مقيناس فنناوري

.نردایجادسنتز

: موادعلم تابعحال توسعه مواد بيولوژيکي براي بهبود ساختار و در

اد جدیند خو از مناب، به منظور جل در ارتقاء و ایجاد مومحيطیکشناسیتنو طبيعی و اتی زیست بنه ربوطنامنقش ها و تواب، گيريدر بدست مو کو یسلو ی و فرایندهايمهندسی مجدد . فراهم می نند

ینق از طر. مربنوط اسنتغينردر نن، ای روند براي یک منب، به خ وص غنی نونوري می شود نهشرایطیاز . از اجزاء بيو وژیکی، پيشرفت هاي عملکردي قابل توجهی در منواد موجنود محتمنل اسنتیکیاختالط

ب نورتو اجزاي دستگاه تو يند ممکن اسنت زیسنت محنيط را منسوجات حا ساختاري، ساخت مواد ، سنت را نه در نن مو کو هاي زیستی جاسازي شده جنبه هناي اساسنی محنيط زیننندمانيتورینگنشکار

سنترش گ. نمایدتنظيم درستیمانند دما، رطوبت، فشار، و خواص مواد را به محيطیشرایطحس می ننند ه به عنوان مثال، تميز نردن خود بنه خنود منواد بن. نيز محتمل استموادهاسالح هاي هسته اي از تنظيم

ا اجنرا ننزیمنی رفراینندهايزودي ممک است وجود داشته باشد، نه در نن مو کو هاي زیستی تعبيه شده بنا وادهناماطالعناتی، شکلبه . می ننند نه باعث حذ ن ینده هاي بانتریایی یا مواد شيميایی می شود

ینا در فنرم ینا پنردازش اطالعنات ا کترونيکنیمحاسباتیمدارهاي منطقی جاسازي شده و یا دستگاه هاي ممکن یست با جاسازي مواد بستر هاي نرم افزاري تکنو وژي، تعامل با محيط ز. بيو وژیکی ساخته می شوند

. شوددیلتبفضاهاي ناري ترویجو به زندگی نارنمد و یابدخواهد بود و می تواند بسيار هماهنگ توسعه

: مهندسي زيستجديدمجدد دستگاه هاي بيولوژيکي براي توابع طراحي

ستفاده از با تلفيق اجزاي بيو وژیکی جهت طراحی عناصر ، انجام وظایف بسيار خاص را می توان با ااه خنار مدارهاي بيو وژیکی در درون سلول هاي زنده در نظر گرفت و گسترش ای تواب، به دسنتگ

ره اننرژي، براي مثال، چندی مکانيسنم بيو نوژیکی بنراي گنرفت و خين. از بدن را پيش بينی نردا اسنتفاده از تکامل یافته اند به طور مثال استفاده از نلروفيل به عنوان یک مکانيسم برداشت ننور بن

در مفناهيم مهندسنی . نه یک مکانيزم خيره سازي اننرژي می باشند( ATP)ندنوزی تري فسفات ننرد، زیستی، ای ساختارها را می توان براي همان تواب، خود در حا ت غير فيزیو وژینک اسنتفادهحنا ی براي مثال، نلروفيل می تواند براي حس نور عمومی استفاده شود و توابن، را ضنبط ننند، در

. می تواند به عنوان اساس شيميایی یک باتري بيو وژیکی بکار برود ATPنه

...ادامه

ر اسنت رویکرد تعریف شده مهندسی زیست شامل طراحی نامل و جدید تواب، براي مو کو هاي در حال حاضراي به عنوان مثال، ميکرو ارگانيسنم هنا بن. نمده استبوجودطبيعی ب ورتنه ساختار نن از هزاران سال

يعی با اعم از جامد شدن یخ در یخچال هاي طباندزنده ماندن و حتی رشد در شرایط گوناگون تکامل یافته ین منوارد، در هر یک از ا. با و درجه حرارت ن در نزدیکی منافذ نتشفشانی در بستر اقيانوسبسيارفشار

ميکنرو در منورد. خاص با ای شنرایط مطابقنت می ننندمو کو یفيزیو وژي ارگانيسم با تذيير مسيرهاي در ها،نن ها در ن جوش در فشار فوق ا عاده اي زندگی می ننند، ننزیم هاي ميکروبی براي عملکرد مطلو

، و ای بهينه سازي طبيعی را منی تنوان جهنت اسنتفاده در درجنه حنرارت بنااندای محيط تکامل یافته راي ایجناد در واق،، ای رویکرد مورد استفاده ، بن.. بردبکار و ه نزمایش در نزمایشگاه با يفرنیندهاي فشار ( PCR)از وانننش پليمنراز طرینق ینک فراینند بنه عننوان زنجينره اي مو کو یشناسیانقالبی در زیست

هنایی، را با اسنتفاده از نننزیم DNAدقيقه مقدار یکمجوز تقویت گسترده حتی PCRروند. شناخته شدنجام اسنت و به طور مشابه، تحقيقات به مطا عه در حال ا. ، مویر ساخته استاندنه در بانتریها تکامل یافته

اساسی در شده و در نهایت اهرم تذييرات شيمياییپيدادر خون موجودات دریایی طبيعییخترنيبات ضد ينره برنامه هاي ناربردي مختلف به عنوان مواد افزودنی براي مایعات موتور خودرو و بافت و رسنانه هناي خ

. شده استنشففرنیندها برودتیسازي همراه براي

و حفظ محيط زيست تعمير : مهندسي زيستي محيط زيست

نوژیکی براي هر یک از ای چا ش هاي زیست محيطی، عملکرد پانسازي زیست فناوري از طریق تجزینه بيوضنی بسيار ننترل شده و موضعی انجام می شود نه در نن مهندسی ميکنرو ضنایعات زینادي را پنی از منق

يچيده ورودي ای را می توان با داشت ارگانيسم پاك نننده ميکروبی در یک ترني پ. شدن م ر می نندر بطوریکه زمانی نه عرضه نمی از مواد مذذي م نوعی ایجاد شنده اسنت و م ن. هاي تذذیه تضمي نرد

ت در این روش ممکن اسن. فوق ا عاده با می باشد، هيچ ندام براي حفظ ادامه حيات در دسترس نيسنتندراه حنل جهت هر دو مسائل زیست محيطی فعلی و پيش بينی مشکالت با قوه نیننده ترسنی جهنت اینکنه

طور نه همان. ممک است ایرات زیست محيطی را بيش از حل و ف ل مشکل اصلی داشته باشد وجود نداردر پيشننرفت د. در بسننياري از زمينننه هنناي دیگننر، تننایير قابننل توجننه و متقننابلی از فننناوري انتظننار مننی رود

بنراي زیست فناوري صنعتی، به طنور خناص در تکامنل ننارگردانی پانسنازي و توابن، وابسنتگی تذذینه اي.موجودات پاك نننده وجود دارد

تی بوجنود بسياري از چا ش هاي زیست محيطی از استفاده نامنظم فناوري توسعه یافته از زمان انقال صنعيط اغل ، ای فناوري ها در خانها و ن و هواي ن وده، با مفاهيم گسترده و غير منتظره براي محن. نمده است

فناوري ای چا ش هاي زیست محيطی ع ر صنعتی،از طریق استفاده عاقالننه از زیسنت. زیست جهانی است. در توسعه پایدار، فرایندهاي تو يدي سازگار با محيط زیست حل و ف ل می شود

انقالب زيست فناوريمحركهاي وريفنا

و بنه طنور منداوم بنهاندمجموعه اي از فناوري هاي عميق قدرتمند و فناوري هاي هم افزایی توسعه یافته اسنیشنعنوان برنامه هاي ناربردي در حال ت فيه شدن هستند و خود را در زمينه هاي متعدد در زیست

و دیگنر یمو کنوو پنرورش پروتئنوميکس، ژننوميکساز ت ویربرداري با وضوح با به . گسترش می دهندترش بی نظينري در حنال گسنشکلپيشرفت هاي علمی و رشد صنعت به سرعت و به محركفناوري هاي

.است توان دیدن نوچکتر و روش تر قبل از هميشه : ت ویربرداري با وضوح با

تمان از براي او ي بار از یک ميکروسکوپ ساده به منظور مطا عه ساخهوكبيش از سه قرن پيش، رابرتي از مجموعنه ا. سنلو ی می باشندشناسیای مطا عه نوري مشخص، ظهور زیست . نردچو پنبه استفاده

. نردابتکار ف نوري هاي ت ویربرداري اخير ای انقال را تقویت زندهنگاشت پيچيدگی سلول هاي : پروتئوميکسو ژنوميکس

مویر و نارنمد به درمانمو کو یفيزیو وژي تحریکنقشه برداري از مدارهاي ژنتيکی و پروتئي مبتنی برش اشاره به جرینان تنالش جهنانی بنراي تعرینف و سنفار''ژنوميکس''. بيماري بسيار مهم پرداخته است

ات نشان دهنده خ وصي"پروتئوميکس"به طور مشابه، . مجموعه ناملی از ژن هاي موجود در بدن ما دارد.و نقشه برداري مجموعه ناملی از پروتئي هاي موجود در بدن ما است

مفاهيم بلوغ زيست فناوري

راي بنچهنارچوبیدر با توضيح داده شد بنيان گنذار نهو توسعه در حال ظهور تحقيقاتبخش هاي ه طنور پيشرفت هاي فوق ا عاده است نه ممک است ایرات گسترده اي بر جامعه داشنته باشنند، بن

انندازه، به همنان. با قوه تایيرات فعلی انقال فناوري اطالعات در حال حاضر در حال پيشرفت استبنه بشنریت از دو پرسش اساسیطبيعیشکلبه عنوان یک علم ممک است به شناسیبلوغ زیست

.را ارائه دهدروشنیدركو اینر متقابنل نن هنا در زیسنتیعلوم اربردنتوسط 1919بار در سال نخستي فناوريزیستواژه

، بهبود لقدرخهوشمندانه بشر فعا يتهر گونه نلیبه طور . شدبرده نارساخت بشر به هايفناوريننها در یژنتيکدستکاريطریقو عرضه مح و ت گوناگون با استفاده از موجودات زنده مخ وصا از

.می گيردقرار بيوتکنو وژيحوزه ، در مو کو یسطح

آينده زيست فناوري سناريوهاي

.دو محرك اساسی زیست فناوري، نقش محوري را در نینده زیست فناوري می ننداول، درنمد حاصل از ادغام فناوري تا چنه حند اسنت ننه روشنی ننه جامعنه اسنتفاده منی ننند و درك

مانند، زیست فناوري را به شدت تحت تایير قرار دهد؟ اگر ادغام فنناوري و همگراینی متقابنل ننم بناقی بهاي فروش بسيار مح و ت زیست فناوري نسبتا نادر باقی می مانند نه نياز به بازاریابی گسسته و نمپي

ریبا بندون ، با ای حال، اگر ادغام و همگرایی زیست فناوري صورت بگيرد، تجربه بشریت تق. هدفمند است.ددرز زیست فناوري را به نشاورزي، پزشکی، مهندسی و صنعتی مح و ت و فرنیندها ادغام می نن

مشرو دوم، درجه اي نه در نهایت مردم مح و ت بيو تکنو وژیکی به دست نمده و فرنیندهاي جایگزی کل ممک است هر دو تقاضا بازار و سياسنت عمنومی را شن. و قابل اعتماد را به مح و ت فعلی می پذیرد

اگر پذیرش عمومی همه جا صنورت گينرد، پنس منا شنور و شنوق قابنل توجنه بنراي اسنتفاده از . دهندوي بنا مح و ت زیست فناوري با قوه فرنیندها را تجربه خواهيم نرد نه منجر به تالش هاي نموزشی و ق

منال عالوه بر ای ، حمایت هاي عمومی قنوي بنه احت. تمرنز بر استفاده مناس از زیست فناوري می گردد. زیاد در حال حاضر با توجه به سرمایه گذاري هاي در حال ظهور در زیست فناوري رشد خواهد نرد

زيست فناوريسناريويچهار

Low

High

"پليسيحکومت"

بيوتکنو ننوژي در نشنناورزي، پنهااانادغننام بنندون درز وپزشکی، مهندسی، فرنیندهاي صنعتی و مح و ت

و اسنتفاده از فرنینندهاي همگراینیبی اعتمادي عمنومی ازبيوتکنو وژي با قوه و مح و ت

ترنيبی در همه جا و اجبنار بنه اسنتفاده ازحضورمح و تف نوري خود، و در نتيجه حاصل شدن خشم عمومی

"فاضلهمدينه"

بيوتکنو ننوژي در نشنناورزي، شاافا ادغننام بنندون درز وپزشکی، مهندسی، فرنیندهاي صنعتی و مح و ت

وژي شور و شوق با بنراي اسنتفاده از فرنینندهاي بيوتکنو نبا قوه و مح و ت

ي فنرم تکنو نوژپلتاز نگاهی عمومی در مورد با ییسطحزیر بنایی

"حاضرروز"

ه بنه به طنور پراننندو یمح و ت بيوتکنو وژي نادر استبازار عرضه شده

شننک و تردینند عمننومی نسننبت بننه اسننتفاده از فرنیننندهايبيوتکنو وژي با قوه و مح و ت با ست

برنامه هاي نموزشی ضنعيف اسنت منثال در سيسنتم عامنلبيوتکنو وژي اساسی

وجود سردرگمی در همنه جنا در منورد اسنتفاده مناسن ازبيوتکنو وژي

"زمينکف"

،خص نشنکارا مشنزمانيکهحتیمح و ت بيوتکنو وژي نادر استمی شود

وژي شور و شوق بنا بنراي اسنتفاده از فرنینندهاي بيوتکنو نبا قوه و مح و ت

تالش هاي قوي نموزشی و مقننه در خ وص اسنتفاده مناسن ازبيوتکنو وژي

فناوريزیستدر گذاريسرمایهاز عمومیحمایت

پذيرش عمومي

ع جمت

يورفنا

Low

High

High

با ا هام از ای مسائل، محنرك هنا نشنان منی دهنند چهنار سنناریوي جنایگزی گسسنته بنراي نیننده .می باشد lowزیست فناوري وجود داردنه واقعيت امروز زیست فناوري شکل

...ادامه

ی در ف نوري، پيامدهاي ناشی از سردرگمی و عدم اطمينان عمنومپایي پذیرش و یکپارچه سازي ط تحنت شنرای. را به بار می نورد"حاضرروز ''فرایندهايمورد استفاده از مح و ت زیست فناوري و

ت و ف نوري و پذیرش عمومی با ، جامعه زیست فناوري استفاده از مح نوبا يیکپارچه سازي ت با شنور همزمان، ای صنع. می پذیرد"فاضلهمدینه"مشتاقانه و پيچيده شکلفرنیندهاي نن را به

ناخته در بنازار شنبيشنتربراي نفو ابزاريخود، فرایندهايو نشاط و ریشه هاي مح و ت شفا و گيردبصنعت در نغوش همگراییمی شود و باید جامعه زیست فناوري را در فقدان قابل توجه ادغام و

. ينردبر روي نا هاي زیست فناوري و خدماتی نه وارد بازار می شوند قنرار منی گبا ییننگاه ارزش مسنئله، کتاریدر بخش . عالوه بر ای ، مردم به شدت، گسترش مداوم صنعت را پشتيبانی می ننند

رزش ، سپس انندصنعت رد همگراییاست جامعه، زیست فناوري را در یکپارچه سازي مهم و ممک ی ، خشنم و بنسنناریودر ای . ممک است روي نا و خدمات زیست فناوري در بازار قرار گيردنمی

را می نند نه ماهيت واقعی نا ها و خدماتتحریکاعتمادي عمومی از زیست فناوري، رفتارهایی را عکس ندام یک از ای حا ت بيشنتر بنه دقنت منن. ارائه می دهد( ''پليسیحکومت")توسط صنعت

نننده جامعه ما در نینده نزدیک بر اعمال و رفتار امروز ما بستگی دارد؟

...ادامه

نياز است ننه در حنال حاضنر جناح هناي قطبنی در''نف زمي ''براي جلوگيري از ف نوري سناریو ان جامعه وارد محاوره اي باز و سازنده با یکدیگر شوند، نه در نن سيستم هاي ارزش هر گنروه بنه عننو

، براي به حداقل رساندن نانامی هناي بنا قوه سنناریوي مردمنی. زمينه هاي مشترك محدود می شوندما ی حتی در رویایی متقابل صنعت و توسعه نس و نار، نياز به حمایت با یی از طيف گسترده مناب،

سنرمایه براي حرنت به یک سناریوي تخيلی، جامعه نياز به. شرایطی نه درنمد نوتاه مدت است داردگذاري در چشم انداز نینده دارد در حا ی نه به طور همزمان بنه حنل و ف نل تناقضنات حنال حاضنر

.ابداز طریق ای دوگانگی، پتانسيل ناملی از صنعت زیست فناوري می تواند تحقق ی. می پردازد

گيرينتيجه

ي، درحال حاضر همکاري انفجاري در زیست فناوري، همکاري است نه محرك علوم پزشکی، نشاورزهنره محاسبات، مهندسی و فرایندهاي صنعتی است نه به ميزان قابل مالحظه اي موجن افنزایش ب

و همگراینی سنری، زیسنت فناوري، فنناوري ننانو. وري، نارنمدي و پایداري زیست محيطی می شنودت فناوري اطالعات قری ا وقو است و منجر به تذييرات عمينق در طينف گسنترده اي از مح نو

امل عالوه بر ای ، ما در حال ورود به دوره اي از تک. طراحی شده، تو يد شده و استفاده شده می گرددراحنی و هستيم نه بيش از حد توسط بشریت خودگردانی می شود بطوریکه انسنان ها در موقعينت طندگی قرا ایجاد نامل مو کول هاي جدید، مسيرهاي بيوشيميایی، بافت، سيستم هاي بدن و اشکال ز

. او باشدپيامدهاي اخالقی و اجتماعی ای پيشرفت هاي تکنو وژیکی ممک است متن. رگرفته اندت، در اواخر قرن گذشته زمانی نه پيشرفت هاي فناوري تنایير مشنابه اجتمناعی وجنود داشنته اسن

.انقال صنعتی همزمان سه مفهوم اساسا جدیدي را براي بشریت متبلور شده است

...ادامه

در واقن،، چنند صند سنال. نه بشریت در مرنز جهان نيسنتانداول، بخش بزرگی از جامعه ما نشف نرده ، بلکنه، پيشرفت در فناوري و تجزیه و تحليل تلسکوپ نجومی نشان داد نه جهان به دور زمني نمی چرخند

چنک در حاشنيه و دور ینک نهکشنان نونهزمي یک سياره نوچک واق، در یک سيستم خورشيدي است ر، از ینک می باشد، تنزل بشریت به یک به دوت وريجهان در زمان در مقياس فضایی غير قابل . می چرخد

. نل بسيار دورتر می باشد. ده اسنتخلقت ا هی تبندیل شنگسستگیشناخته شده است نه بشریت احتما از ميمون و نه از ای دوم، بنا تمنام همانند و همترازنيزبه انتخا طبيعی، بشر نهاست ای عميق چار ز داروی و نظریه خود دیدگاه

.در ای سياره قرار داده شده استحيواناتگونه هاي دیگر و در نتيجه نشاورزي به صنعتی تبدیل شده استناراز نلجمعيتسوم، با توجه تذييرات سری، جمعيت،

اننز شنهري و برنامه ریزي ضنعيف و مراندفشرده و پر بسته بندي شده شکلدر جابجایی فيزیکی نن ها به . ه می شنودو شرایط زندگی در ترویج بيماري هناي شنای، نشنان دادضعيفنار نتایج.غير بهداشتی می باشد

ارد ممک همزمان، استفاده گسترده از ميکروسکوپ نشان داده است نه منب، ای بيماري ها در بسياري از موودبوجنینک احسناس از دسنت دادن ننتنرل بني در ای . است موجودات ميکروبی نامرئی و نوچک باشد

. نامرئینسبت به نوچکتری موجوداتحتیمی نید نه بشریت نسبتا ضعيف و نسي پذیر می باشد

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.

...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.

پايانشمااز توجه تشکربا