ویرایش ژنوم با ابزار CRISPR-Cas9 به عنوان یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های تاریخ زیست‌فناوری شناخته می‌شود. این فناوری که اغلب به آن "قیچی مولکولی" گفته می‌شود، به دانشمندان اجازه می‌دهد تا با دقتی بی‌سابقه، تغییرات خاصی را در توالی DNA موجودات زنده، از جمله گیاهان، ایجاد کنند. این ابزار دقیق، انقلابی در اصلاح نباتات به پا کرده و به توسعه ارقام جدید با ویژگی‌های مطلوب در زمانی بسیار کوتاه‌تر کمک می‌کند.
CRISPR چگونه کار می‌کند؟
اساس کار CRISPR ساده است:
آنزیم Cas9: این آنزیم نقش "قیچی" را ایفا می‌کند و قابلیت برش DNA را دارد.
راهنمای RNA (gRNA): این یک توالی RNA کوتاه است که به عنوان "GPS" عمل می‌کند و Cas9 را به محل دقیق ژنی که باید برش بخورد، هدایت می‌کند.
پس از برش، سیستم ترمیم DNA سلول فعال می‌شود و دانشمندان می‌توانند از این فرصت برای غیرفعال کردن یک ژن، اصلاح یک نقص ژنتیکی، یا وارد کردن یک ژن جدید استفاده کنند.
کاربردهای CRISPR در کشاورزی
این فناوری پتانسیل عظیمی برای حل چالش‌های امنیت غذایی جهان دارد:
افزایش مقاومت به بیماری‌ها: با ویرایش ژن‌هایی که باعث حساسیت گیاه به بیماری‌ها می‌شوند، می‌توان ارقام جدیدی از گندم مقاوم به زنگ گندم یا برنج مقاوم به قارچ‌ها تولید کرد.
تحمل به تنش‌های محیطی: با اصلاح ژن‌های مرتبط با تحمل به خشکی یا شوری، می‌توان محصولاتی را توسعه داد که در مناطق خشک و شور نیز رشد کنند.
بهبود کیفیت و ارزش غذایی: CRISPR می‌تواند برای تولید محصولاتی با عمر انبارداری طولانی‌تر، ارزش غذایی بالاتر (مانند گوجه‌فرنگی‌های غنی از آنتی‌اکسیدان) یا آلرژن‌های کمتر (مانند گندم با گلوتن پایین) استفاده شود.
افزایش بازدهی: با تغییر ژن‌های مرتبط با رشد، می‌توان محصولاتی با بازدهی بالاتر و عملکرد بهتر تولید کرد.
کشورهایی که در این زمینه فعال هستند
بسیاری از کشورهای پیشرفته و در حال توسعه در زمینه تحقیق و کاربرد CRISPR در کشاورزی سرمایه‌گذاری گسترده‌ای کرده‌اند:
ایالات متحده: این کشور پیشتاز تحقیقات در این زمینه است و چندین محصول ویرایش‌شده با CRISPR، مانند ذرت مقاوم به بیماری و سویا با روغن سالم، برای تولید تجاری تأیید شده‌اند.
چین: چین سرمایه‌گذاری عظیمی در این حوزه انجام داده و در توسعه ارقامی مانند برنج پربازده و گندم مقاوم به بیماری پیشرفت‌های چشمگیری داشته است.
ژاپن: ژاپن در توسعه محصولاتی مانند گوجه‌فرنگی با اسید گاما آمینوبوتیریک (GABA) بالا که برای سلامت مفید است، پیشگام بوده و آن را به بازار عرضه کرده است.
کشورهای اروپایی: در سوئد، هلند و انگلستان نیز تحقیقات گسترده‌ای در زمینه تولید محصولاتی مانند گندم با بازدهی بالاتر در حال انجام است.
آیا امکان انجام چنین دستکاری‌هایی در ایران وجود دارد؟
بله، امکان انجام این تحقیقات و دستکاری‌های ژنتیکی در ایران کاملاً وجود دارد. ایران دارای جامعه علمی قوی و دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی معتبری در زمینه ژنتیک و بیوتکنولوژی کشاورزی است. محققان ایرانی در این زمینه‌ها دانش و تجربه کافی را دارند.
امکانات و الزامات مورد نیاز برای استقرار این فناوری در ایران:
زیرساخت‌های آزمایشگاهی و تحقیقاتی: نیاز به تجهیز آزمایشگاه‌های پیشرفته بیولوژی مولکولی و ژنتیک، و همچنین گلخانه‌ها و مزارع آزمایشی با شرایط کنترل‌شده برای ارزیابی نتایج است.
تأمین مالی و سرمایه‌گذاری: تحقیقات در زمینه ویرایش ژنوم پرهزینه است و به سرمایه‌گذاری دولتی یا خصوصی قابل توجهی در بخش‌های پژوهشی نیاز دارد.
نیروی انسانی متخصص: تربیت و جذب دانشمندان، متخصصین بیولوژی مولکولی، گیاه‌پزشکی و بیوانفورماتیک که با این فناوری‌ها آشنایی کامل دارند، یک ضرورت است.
تدوین چارچوب‌های قانونی و اخلاقی: برای اطمینان از ایمنی و مقبولیت اجتماعی، نیاز به تدوین قوانین و مقررات شفاف و علمی برای نظارت بر تحقیق، تولید و عرضه محصولات ویرایش‌شده ژنومی وجود دارد.
با سرمایه‌گذاری مناسب در این زمینه‌ها، ایران می‌تواند به یکی از پیشگامان استفاده از این فناوری در منطقه تبدیل شده و به حل چالش‌های کشاورزی خود کمک کند.
