تقانة حيوية

التسمية

كذلك، التعامل مع الكائنات الحية على المستوى الخلوي وتحت الخلوي من أجل تحقيق أقصى استفادة منها صناعيًا وزراعيًا وبالتالى اقتصاديًا وذلك عن طريق تحسين خواصها وصفاتها الوراثية.

وعلى صعيد آخر، الفرع يركز على دراسة الجانب الجيني للكائن وعلى طرق وتقنيات نقل الجينات من كائن إلى آخر لتعديل صفة ما أو تحسين عيب.

وتعريفها في المجمل هو:

إضافةً إلى ذلك، التقانة الحيوية هي ترجمة مصطلح Biotechnology أي استخدام تطبيقات التقنية الحديثة في معالجة الكائنات الحية.

التاريخ

وفي السياق ذاته، توسع التعريف مؤخرًا ليشمل إنتاج مواد بمساعدة كائنات حية كالأنزيمات والكتلة الحيوية، ثم ضُيّقَ التعريف ليركز على تقانات جديدة بدلاً من عمليات الإنتاج التقليدية حيث أصبحت نظرية الزراعة هي الطريقة المثلى لأنتاج الطعام منذ ثورة العصر الحجري الحديث ومن خلال التقانات الحيوية المبكرة تسنى للمزارعين اختيار وتوليد أفضل المحاصيل وبذلك أصبحت الغلة أعلى لأنتاج غذاء كافي لدعم تزايد السكان.

في هذا الإطار، في الوقت نفسه، ومع بعض التأخير في كثير من الأحيان، تميل لوائح العمل إلى التطور لحماية صحة العمال من المخاطر الجديدة

إضافةً إلى ذلك، مؤخرًا، بدأت بعض التقانات الحيوية تستغني عن الكائنات الحية مثلما في تقنية مصفوفة دنا صغيرة DNA microarray أو تقنية العناصر المشعة.

من جانب آخر، بعد اكتشاف الحمض النووي، حققت الأبحاث في بيولوجيا الخلية والكيمياء الدوائية الكثير من القفزات العلمية، حيث انتقلت من زراعة الخلايا إلى هندسة الخلايا والأنسجة الحية، سواء كانت صحية أو سرطانية، مع اندماج الخلايا، واختراع لقاحات جديدة، والمنشطات المناعية. تقدم الإخصاب الاصطناعي والتلاعب الجنيني معًا.

ومن جهة أخرى، استُعمل مصطلح التقانة الحيوية لأول مرة من قبل الاقتصادي الزراعي المجري كارل إيركي سنة 1919 ليعني به «كل خطوط العمل المؤدية إلى منتجات، ابتداءً من المواد الأولية بمساعدة كائنات حية».

وفي هذا السياق، في نهاية التسعينيات، ظهرت شركات متخصصة في التكنولوجيا الحيوية. تُعرِّفهم منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) على أنهم "شركات تعمل في مجال التكنولوجيا الحيوية لأنها تستعمل تقنية حيوية واحدة على الأقل لإنتاج سلع أو خدمات و / أو لتحسين البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا الحيوية. قد يكون لبعض هذه الشركات مجالات عمل واسعة جدًا ولكنها تخصص جزءًا صغيرًا فقط من نشاطها الاقتصادي للتكنولوجيا الحيوية

تطبيقات التكنولوجيا الحيوية

في هذا الإطار، من عام 2000 إلى عام 2010، اُستعملت الكائنات الحية الدقيقة، وربما المعدلة وراثيًا، والكثير من الإنزيمات بشكل متزايد في الكثير من قطاعات الاقتصاد؛ في البحث، في صناعة الأغذية الزراعية والأدوية، في بعض الأنشطة الطبية أو أنشطة إعادة التدوير، التخلص من النفايات، إزالة تلوث التربة أو المياه، إنتاج الطاقة (الهضم اللاهوائي، إلخ) على وجه الخصوص. لكن هذه المستجدات تؤثر كذلك على بعض الأنشطة ذات الصلة (الصيانة والتنظيف والإصلاح وتثير أسئلة جديدة تتعلق بالسلامة والصحة في العمل)

تقانة حيوية للأغذية

من جهة ثانية، وتم استخدام عمليات تقانة حيوية مختلفة لخلق وتحسين منتجات غذائية ومشروبات جديدة من بينها التخمير والمضافات الغذائية والاستنباتات النباتية والحيوانية والأغذية المعدلة وراثيا. والكائنات الحية الدقيقة المشاركة في هذه العمليات عادة ما تشمل البكتيريا والخميرة والطحالب والعفن.

وفي هذا السياق، التقانة الحيوية للأغذية هي فرع من العلوم الغذائية يتم فيها تطبيق أساليب التقانة الحيوية الحديثة. التقانة الحيوية للأغذية تعود إلى عقود عديدة، حيث قام الناس في الماضي بتهجين أنواع نباتات وحيوانات مماثلة من أجل استنباط أصناف جديدة من الطعام.

نبذة تاريخية

علاوةً على ذلك، وشهدت علوم الأغذية والتقانة الحيوية للأغذية فيما بعد تقدمًا لتشمل اكتشاف الإنزيمات ودورها في التخمير وهضم الأطعمة. ومع هذا الاكتشاف، ظهر المزيد من التقدم والتطور التكنولوجي في مجال الإنزيمات. واستعملت الإنزيمات الصناعية المعتادة مستخلصات نباتية وحيوانية، ولكن تم استبدال هذا لاحقًا بالإنزيمات الجرثومية. ومن الأمثلة على ذلك استخدام كيموسين في إنتاج الجبن؛ وكان الجبن يُصنع عادة باستخدام منفحة الإنزيم التي يتم استخراجها من بطانة معدة الأبقار. ثم بدأ العلماء في استخدام الكيموسين المأشوب من أجل تخثر الحليب الأمر الذي ينتج روائب الجبن.

في هذا الإطار، وتطورت التقانة الحيوية للأغذية لتشمل استنساخ النباتات والحيوانات كذلك تحقق المزيد من التطور في الأغذية المعدلة وراثيًا في السنوات الأخيرة.

من جانب آخر، يعود استخدام التقانة الحيوية للأغذية إلى آلاف السنين إلى زمن السومريين والبابليين. وهذه المجموعات من الناس استعملت الخميرة لعمل مشروبات مخمرة مثل الجعة. كما تم استخدام الإنزيمات النباتية مثل المالت (الشعير النابت) منذ آلاف السنين، قبل أن يكون هناك حتى فهم للإنزيمات. وتم إحراز مزيد من التقدم في مجال التقانة الحيوية للأغذية مع اختراع المجهر من قِبل أنطون فان يوينهويك (Anton van Leeuwenhoek)، الأمر الذي أتاح للبشر اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة التي سيتم استخدامها فيما بعد في إنتاج الغذاء.

كذلك، وإنتاج الإنزيمات الغذائية باستخدام الإنزيمات الميكروبية كان أول تطبيق للكائنات الحية المعدلة وراثيًا.

في هذا الإطار، علاوة على ذلك، تم إحراز تقدم في مجال التقانة الحيوية للأغذية في سنة 1871م عندما اكتشف لويس باستور (Louis Pasteur) أن تسخين العصائر إلى درجة حرارة معينة من شأنه أن يقتل البكتيريا السيئة التي من شأنها أن تؤثر على التخمير. تم لاحقًا تطبيق هذه العملية على إنتاج الحليب، حيث يتم تسخين الحليب إلى درجة حرارة معينة لتحسين سلامة الأغذية.

الصفراء

كذلك، انها فرع في مجال التجارة الدولية المتعلقة بإنتاج الأغذية حيث تُستعمل الجينات النشطة في الحشرات للتطبيق في الزراعة والطب.

في هذا الإطار، مما يجعلها بسيطة، وتكنولوجيا المعلومات الحيوية هو استخدام الهندسة الحيوية لجعل الطعام أفضل.

من جانب آخر، مما يجعل مستودع هائل لجميع المواد الطبيعية المتاحة للاقتصاد الحيوي هو التكنولوجيا الحيوية الأصفر التي يسمى كذلك «التكنولوجيا الحيوية الحشرات».

في هذا الإطار، هل ما هي التكنولوجيا الحيوية الأصفر تتضمن التقليل من الاستغلال البيئي من تعديل إنتاج اللحوم من استخلاص السموم الاستخراج المنتجات السلبية المنتجات التطبيقات المتنقلة الأصفر الألواح الحيوية الأصفر الأصفر ذات الصلة لديها مجموعة واسعة من التطبيق لإنتاج الأغذية. وهنا بعض الأمثلة حيث كان الأفلام الأصفر فعالة فعالة.

وفي هذا الصدد، من ناحية أخرى، من الواضح أن صناعة اللحوم لديها فئير، تأثير على البيئات العالمية.

كذلك، إزالة الغابات، والأعلاف الثقيلة، واستخدام المياه النظيفة ضرورية لرفع الثروة الحيوانية، في حين أن الآفات، المضادات الحيوية، والنفايات الحيوانية، والتلوث المباشر. من تحويل الموارد لإنشاء المزارع وبروغراتهم اللاحقة - صناعة اللحوم هي المسؤولة عن 24% من انبعاثات غازات الدفيئة وحده.

ويعتمد أكثر من 200,000 نوع الحشرات على النبات للأغذية.

وفي هذا السياق، قسم التكنولوجيا الحيوية الأصفر (أو التكنولوجيا الحيوية مع الحشرات كما يعرف الناس ذلك) هو مماثل إلى الأحمر (الحيوانات) والأخضر (النباتات) من التكنولوجيا الحيوية.

ومن ناحية أخرى، على مدى الوقت، تطورت لتشين على اندفاع النباتات النباتية النباتية المنتجة لإنتاج عضلات الأعشاب. يتم ترميز عمليات إزالة السموم هذه في جينات مختلفة. تعمل التكنولوجيا الحيوية الآن على تحويل هذه الجينات بطريقة تسمح بسمك النباتات.

كما تم إحراز تقدم التقدم مع استخدام تكنولوجيا راي.

الخضراء

ومن ناحية أخرى، في المجال الزراعى، من أمثلتها إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا ذات الفوائد العدة كما أخبرنا من قبل باستخدام زراعة الانسجة أو غيرها، المبيدات الحشرية غير الكيميائية، الاسمدة الحيوية..

المظلمة

كذلك، التكنولوجيا الحيوية المظلمة هي المرتبطة بالإرهاب البيولوجي أو الأسلحة البيولوجية والحروب البيولوجية التي تستعمل الكائنات الحية الدقيقة والسموم للتسبب بالمرض ومن ثم الوفاة للبشر والمواشي والمحاصيل.

إنتاج الهيدروجين الحيوي

علاوةً على ذلك، تُستعمل تقنيات الهندسة الوراثية والتقانة الحيوية لتطوير سلالات من الطحالب والبكتيريا قادرة على إنتاج الهيدروجين الحيوي بكفاءة عالية، مما يوفر مصدراً مستداماً ونظيفاً للطاقة البديلة.

• انظر كذلك
• التكنولوجيا الحيوية الزراعية
• الرابطة الأوروبية للصناعات الحيوية
• اقتصاد إحيائي
• بروتين وحيد الخلية
• حزاز معطل وراثيا
• الاستشراب السائل بمقياس طيف الكتلة

الكائنات الدقيقة

وفي هذا الصدد، استخدام البكتريا في إنتاج الاسمدة الحيوية (bio fertilizers) بدلاً من استخدام الاسمدة الكيماوية.

إضافةً إلى ذلك، تستعمل الكائنات الدقيقة (خاصة البكتريا والفيروسات) على نطاق واسع في مشروعات التكنولوجيا حيوية مثلًا:

إنتاج البروتينات كالانسولين البشرى (humo insulin)

• في تنقية المياة من الملوثات.
• التخلص من المخلفات العضوية.
• تصنيع المركبات الكيميائية المستعملة في العقاقير.
• استخدام الكائن الدقيق كناقل لبعض الجينات التي تحمل الصفات المرغوبة.

الألوان

وتصنف مجالات التكنولوجيا الحيوية كذلك بالألوان:

الحمراء

إضافةً إلى ذلك، في المجال الطبى، من أمثلتها إنتاج المضادات الحيوية من الكائنات الحية واستخدام الهندسة الوراثية لمعالجة الأمراض وفي منابلة الجينات وكذلك إمكانية إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى لفرد ما.

البيضاء

كذلك، من أكثر المجالات انتشارا وقد ادخلت الكثير من التعديلات على صناعات قديمة (كالورق والبلاستيك) وهي المعروفة كذلك بالتكنولوجيا في المجال الصناعي، من أمثلتها استخدام الكائنات الحية لإنتاج مواد كميائية مطلوبة للاستخدام التجارى حيويًا بدلاً من إنتاجها صناعيًا وتشمل كذلك التصنيع الدوائي وإنتاج الفيتامينات هناك كذلك المعالجة الخاصة للأنسجة والجلود، إنتاج البلاستيك القابل للتحلل العضوى..

النباتات

ومن ناحية أخرى، إمكانية رفع القيمة الغذائية لمحصول ما بإضافة بعد الصفات الوراثية من محاصيل أخرى.

من جانب آخر، على الصعيد الزراعى فتح مجال التكنولوجيا الحيوية أفاقاً واسعة جدًا في الإنتاج النباتى.

إضافةً إلى ذلك، إمكانية نقل جينات بعض الصفات المرغوبة (مثل تحمل درجة الحرارة ونقص المياه من نباتات صحراوية) إلى نباتات أخرى.

إنتاج وقود حيوي.

من جانب آخر، مضاعفة كميات المحاصيل الناتجة واختزال الوقت اللازم للنمو وبالتالى المساعدة على القضاء على المجاعات وارتفاع أسعار الغذاء.

ومن جهة أخرى، التحكم في أحجام وأشكال الثمار والنباتات بشكل عام (زيادة الحجم وتغيير اللون والشكل حسب الرغبة).

الزرقاء

وفي هذا السياق، هذا المجال هو التكنولوجيا الحيوية التي تتعامل مع عالم البحار والكائنات البحرية، ويُعتبر من الفروع الحديثة على الساحة العربية.

الإنسان

من جانب آخر، التعامل في قضايا اثبات النسب وفي الطب الشرعى بوحدات الDNA في الجانب الجنائي من القضايا للكشف عن هوية المجرم عن طريق البصمة الوراثية، فضلًا عن فحوصات ما قبل الزواج لمعرفة احتمالية الإصابة بالأمراض في الأجيال القادمة.

من جانب آخر، إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى للفرد أو ما يعرف بعلم الصيدلة الجيني.

إضافةً إلى ذلك، العلاج الجيني أي معالجة الأمراض الوراثية في البشر باستخدام التكنولوجية الحيوية في نقل وتعديل الجينات المعطوبة، إلى جانب إمكانية زرع أعضاء جديدة باستخدام المحتوى الوراثي لخلية المريض بدلا من أن ينقل له عضو من متبرع أو من ميت.