التكنولوجيا الحيوية
التكنولوجيا الحيوية (بالإنجليزية: Biotechnology) هي أحد فروع علم الأحياء، حيث تركز على التعامل مع الكائنات الحية على المستوى الخلوي وتحت الخلوي بغرض استغلالها بشكل أفضل في المجالات الصناعية والزراعية، مما يساهم في تحقيق فوائد اقتصادية. يتم ذلك من خلال تحسين صفاتها وخصائصها الوراثية، ومن أبرز الأمثلة على ذلك استنساخ النعجة دوللي.
التاريخ وتطور التكنولوجيا الحيوية
يعود تاريخ استخدام التكنولوجيا الحيوية البدائية إلى أكثر من عشرة آلاف عام، حيث كانت تُستخدم في المجتمعات الزراعية الأولى. منذ حوالي 6000 عام، تم استخدامها في إنتاج مجموعة متنوعة من المستهلكات، مثل الخبز، والمشروبات الكحولية، والجبن، بالإضافة إلى الحفاظ على منتجات الألبان.
ظهرت التكنولوجيا الحيوية الحديثة في منتصف إلى أواخر السبعينيات من القرن الماضي، وذلك في شركة جنينتك (بالإنجليزية: Genentech)، حيث تم تطوير مواد معدلة وراثيًا لاستخدامها في المجالات الطبية والبيئية. اعتمدت هذه العملية بشكل أساسي على تقنيات الحمض النووي المؤتلف، حيث أُسست أول براءة اختراع في هذا المجال عام 1982، عندما تم إنتاج الأنسولين المؤتلف باستخدام الهندسة الوراثية. هذا الإنجاز أدى إلى ثورة في صناعة الأدوية البروتينية المعدلة.
فروع التكنولوجيا الحيوية وتطبيقاتها
تتوزع التكنولوجيا الحيوية إلى أربعة فروع رئيسية، وهي:
التكنولوجيا الحيوية الطبية
تتخصص هذه الفرع في تعزيز صحة الإنسان، وتعتمد بشكل رئيسي على استخدام الخلايا الحية لتطوير أدوات طبية تساهم في الحفاظ على الصحة. من أهم تطبيقاتها:
- تحليل الحمض النووي لتحديد أسباب الاضطرابات الوراثية المختلفة وتطوير علاجات مناسبة، والمعروفة بالعلاج الجيني.
- تطوير اللقاحات والمضادات الحيوية، واستغلال النباتات المعدلة وراثيًا لإنتاج أنواع معينة من الأجسام المضادة.
- ابتكار تقنيات النانو التي تتضمن أجهزة مجهرية قادرة على استكشاف الجسم البشري.
- استخدام العلاج بالخلايا الجذعية لاستبدال الخلايا والأنسجة التالفة أو المشوهة.
التكنولوجيا الحيوية الزراعية
تُستخدم هذه التكنولوجيا في الزراعة لتحسين المحاصيل عن طريق إدخال جينات معينة إلى النباتات لجعلها أكثر قدرة على مقاومة الظروف الصعبة. ومن أبرز تطبيقاتها:
- زيادة مدة صلاحية المنتجات الزراعية من خلال معالجة وراثية خاصة.
- تطوير محاصيل زراعية قادرة على إنتاج مبيدات حشرية ذاتية.
- تحسين مقاومة المحاصيل لمبيدات الأعشاب المستخدمة في مكافحة الحشائش الضارة.
- إنتاج هرمونات نمو لتعزيز إنتاج الحليب في الأبقار.
- زيادة الغلة الزراعية من خلال حقن المحاصيل بمكملات غذائية معدلة وراثيًا.
- إنتاج محاصيل زراعية قادرة على التكيف مع الظروف المناخية الصعبة مثل الجفاف والبرودة والملوحة.
- دمج جينات الحيوانات، كما في دمج جينات العناكب المنتجة للحرير في جينات الماعز، مما يسمح بإنتاج بروتينات الحرير.
التكنولوجيا الحيوية الصناعية
تستفيد هذه التكنولوجيا من الإنزيمات المتنوعة والكائنات الدقيقة والنباتات لإنتاج مجموعة جديدة من المواد الصناعية. ومن تطبيقاتها:
- إنتاج طاقة بديلة صديقة للبيئة لا تطلق غازات دفيئة إلى الغلاف الجوي.
- تصنيع منتجات صناعية متنوعة مثل الكحول، والمنظفات، ومستحضرات التجميل.
- تحقيق العمليات الصناعية الخضراء التي تتميز بتكلفتها المنخفضة واستدامتها.
التكنولوجيا الحيوية البحرية
تدخل التكنولوجيا الحيوية في مجال البحار، ومن تطبيقاتها:
- تحسين القدرة على تربية الأحياء المائية وتعزيز نموها لزيادة الإنتاج.
- تحفيز عملية التكاثر في الأسماك باستخدام هرمونات مصنعة.
- تحسين تغذية الكائنات البحرية من خلال تعديل جيناتها حيث تستفيد من الجلوكوز باستخدام الهندسة الوراثية.
- استخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل لعلاج الأمراض التي تصيب الكائنات البحرية.
