تبلیغات
.:: علمی . فرهنگی . هنری ::. - كاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

ضمن عرض سلام و خوش آمدگویی به شما کاربر گرامی آرزومندیم لحظاتی پربار و سرشار را در وبلاگ علمی.فرهنگی.هنری داشته باشید... جهت برقراری ارتباط با ما می توانید از قسمت « پست الكترونیك » به این موهم جهت یاری و نقد و پیشنهاد این وبلاگ برای نائل شدن به به اهداف و آرمانهای طراحان و مدیران وبلاگ دست یابید. با تشکر، مدیریت وبلاگ «احسان خدادادی»

 كاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو  

 اگر چه سابقهٔ فعالیت در عرصهٔ بیوتكنولوژی نوین در كشور به بیش از دو دهه می‌رسد و در این مدت اقداماتی نیز برای بهره‌گیری از این فناوری انجام شده است، اما باید بررسی شود كه این اقدامات تا چه میزان بر مبنای نیازها و مزیت‌های نسبی كشور بوده‌اند.
چنین می‌نماید كه روند حركت بیوتكنولوژی در كشور مطابق با سیاست‌های تعدادی از كشورهای پیشرفته بوده و سیاست بومی و ملی در این خصوص وجود نداشته است. ایجاد یك سری از موج‌های مقطعی در كشور همچون تهیهٔ نهال خرما، تولید واكسن هپاتیت، تولید اینترفرون، تولید هورمون رشد و غیره نشانهٔ این تأثیرپذیری و دنباله‌روی مطلق از جریانات بین‌المللی است. متأسفانه در این روند، برخی از حوزه‌های كاربردی بیوتكنولوژی كه متناسب با شرایط كشور بوده و از بازار بزرگی نیز در سطح ملی و بین‌المللی برخوردار هستند، مورد كم توجهی قرار گرفتند.
لازم به ذكر است كه اغلب این موارد از سطح دانش و تكنولوژی نسبتاً ساده‌ای برخوردار هستند و كشور نیز در این زمینه‌ها از مزیت نسبی مناسبی برخوردار است. البته از آنجایی كه بیوتكنولوژی یك فناوری است تا علم، بنابراین تأكید مطلب حاضر بر توان تولید و صنعتی كردن حوزه‌های ذكر شده است تا انجام تحقیقات بنیادی و تولید علم، چرا كه در برخی از مواردی كه با نام حوزه‌های كمتر توجه شده در ذیل معرفی شده‌اند، سابقهٔ تحقیقات حتی به اوایل دههٔ پنجاه شمسی برمی‌گردد. اما نشانی از آنها در صنعت و بازار یافت نمی‌شود:


مطالب بیشتر را در ادامه مطلب بخوانید


●مقدمه
طبق آمارهای رسمی، سهم بخش كشاورزی كشور از تولید ناخالص ملی حدود ۲۵ درصد است كه از این میزان، ۴۵ درصد مربوط به دامپروری است.
با این تفسیر، حدود ۱۱ درصد از تولید ناخالص ملی از دامپروری تأمین می‌شود؛ ضمن این‌كه، صنعت دامپروری به دلیل گستردگی، از اشتغال‌زایی بسیار بالایی نیز برخوردار است. از لحاظ تعداد دام نیز، حدود ۷ تا ۸ میلیون رأس گاو و ۷۰ تا ۸۰ میلیون رأس گوسفند و بز در كشور وجود دارد. علاوه براین، سالانه حدود ۸۰۰ میلیون تا یك میلیارد قطعه مرغ در كشور تولید می‌شود. سهم تولیدات این میزان دام و طیور در كشور با احتساب فرآورده‌های آن‌ها در حدود ۷ تا ۸ میلیارد دلار می‌باشدكه رقم قابل توجهی را در مقایسه با درآمدهای نفتی تشكیل می‌دهد.
بنابراین، حوزهٔ دامپروری، بدون شك یكی از مهم‌ترین بخش‌های اقتصادی و قابل توجه در كشور می‌باشد. البته چنانچه به نقش این حوزه، در تأمین بخش عمده‌ای از نیازهای غذایی و پروتئینی كشور نیز اشاره شود، اهمیت استراتژیك آن در حفظ استقلال ملی نیز روشن خواهد شد.
بنابراین، اگر به كمك بیوتكنولوژی و روش‌های به نژادی، بتوان بازده و بهره‌وری این صنعت را افزایش داد، سود كلانی نصیب تولیدكنندگان، مصرف‌كنندگان و اقتصاد ملی خواهد شد.
دامپزشكی و بهداشت دام نیز از دیگر حوزه‌های مهم بیوتكنولوژی دام، طیور و آبزیان محسوب می‌شود. طبق آمارهای موجود جهانی، در سال ۲۰۰۳ سهم بیوتكنولوژی از محصولات و خدمات بهداشت و درمان دام معادل ۸/۲ میلیارد دلار از مجموع ۱۸ میلیارد دلار كل هزینه‌های این بخش بوده است. پیش‌بینی می‌شود این رقم در سال ۲۰۰۵ به ۱/۵ میلیارد دلار از مجموع ۲۳ میلیارد دلار برسد كه نشان‌دهندهٔ افزایش سهم بیوتكنولوژی از كل بازار مذكور است. به طور كلی، مهم‌ترین موارد كاربردی بیوتكنولوژی در حوزهٔ دام، طیور و آبزیان عبارتند از:
-تولید واكسن‌ها و داروهای حیوانی
-تولید كیت‌های تشخیصی ( برای تشخیص بیماری‌ها، خصوصیات مهم جانوری، تشخیص پیش از تولد و غیره)
-انتخاب براساس ماركر
-به‌نژادی به كمك بیوتكنولوژی
-ایجاد بانك‌های ژن جانوری
-تولید حیوانات تراریخته
-كلونینگ
به نظر می‌رسد سه مورد نخست از موارد فوق با توجه به نیروهای انسانی، مؤسسات تحقیقاتی و تولیدی موجود كشور از امكان‌پذیری بیشتری برخوردار بوده و لذا می‌توان توجه بیشتری به این حوزه‌ها معطوف داشت.
به عنوان مثال، با استفاده از تكنیك انتخاب براساس ماركر می‌توان در بدو تولد تشخیص داد كه یك دام دوقلوزا هست یا خیر. در صورت اطلاع از این موضوع، می‌توان از دام‌های دوقلوزا در ازدیاد نسل و از سایر دام‌ها در تولید فرآورده‌ای دیگر استفاده كرد. در این صورت، به جای تحمل ۵۰ میلیون گوسفند به مراتع كشور كه در نهایت منجر به تولید ۳۰ میلیون بره شوند، می‌توان با ۲۰ میلیون گوسفند به این بازدهی دست یافت و فشار بر مراتع را تا حد زیادی كاهش داد. تأثیر بیوتكنولوژی بر مراتع كشور نیز در بندهای بعدی بررسی می‌شود.
۱ـ استفاده از بیوتكنولوژی در صنعت دامپروری
امروزه از روش‌های مهندسی ژنتیك و بیوتكنولوژی، در صنایع پرورش دام، طیور و آبزیان به منظور اصلاح نژاد، افزایش كمی و كیفی محصول و مقابله با بیماری‌ها به طور گسترده‌ای بهره‌گیری می‌شود.
ایران نیز به لحاظ دامپروری و تولید فرآورده‌های دامی دارای مزایای نسبی فراوانی است؛ به طوری كه تقریباً تمام دام‌های ارزشمند، در ایران قابل پرورش و نگهداری هستند. این مزیت، صنعت تولید دام و فرآورده‌های آن را در كشور در زمرهٔ صنایع پردرآمد و مهم قرار داده است. در این بین، بیوتكنولوژی با توجه به كاربردهای وسیع آن، می‌تواند در توسعه و ارتقای صنعت مذكور نقش به سزایی ایفا نماید.
۲ـ فرآورده‌ها و محصولات میكروبی
برخی از فرآورده‌های میكروبی كه كاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، از این جهت دارای اهمیت هستند كه معمولاً از سطح دانش و فناوری پایین‌تری برخوردار بوده و سابقهٔ بهره‌گیری از آن به سال‌های دور باز می‌گردد. در این خصوص، غالباً میكروب‌هایی از طبیعت استخراج می‌شوند و پس از مراحل غربال‌گری، بهترین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضمن این كه برای ارتقای عملكرد این میكروب‌ها می‌توان از روش‌های اصلاحی نظیر جهش‌زایی، مهندسی ژنتیك، نوتركیبی وغیره استفاده كرد.
نكتهٔ قابل تأمل در این مورد، دستیابی به جوامع متنوع میكروبی است كه خوشبختانه از این حیث، كشور از مزیت نسبی خوبی برخوردار است؛ جداسازی باكتری‌های پربازده هضم‌كنندهٔ مواد نفتی از خلیج فارس و در آخرین مورد، تولید كود بیولوژیك بارور ۲ از میكروارگانیسم‌های بومی كشور و ده‌ها مورد مشابه از مصادیق بارز این ادعا هستند. متأسفانه علیرغم كاربردها و مزایای بسیار، تاكنون از قابلیت‌های كشور در این زمینه كمتر استفاده شده است. در ذیل به برخی از این فرآورده‌ها، موارد كاربرد و اهمیت آن‌ها اشاره شده است:
۲ـ۱ـ بیومس میكروبی
یكی از منابع اصلی تولید محصولات بیوتكنولوژی، بیومس (Bomass) میكروبی است. بیومس، در واقع به توده‌ای از سلول‌های میكروبی اطلاق می‌گردد كه برای كاربردهای مختلف تكثیر می‌شوند. از جمله كاربردهای بارز بیومس میكروبی، می‌توان به استفاده از آن‌ها به عنوان مخمرهای نانوایی، خوراك دام و طیور و مكمل‌های آن، افزودنی‌های غذایی، آفت‌كش‌ها و كودهای بیولوژیك اشاره نمود.
●اهمیت اقتصادی
براساس پیش‌بینی مؤسسه Royal Dutch Shell در نیمه اول قرن بیست و یكم، بیش از ۳۰ درصد نیاز جهانی به سوخت‌ها و تركیبات بیولوژیك گوناگون با ارزش حدود ۱۵۰ میلیارد دلار، به كمك بیومس میكروبی تولید خواهد شد. برای مثال، پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۰۵ میلادی بیش از ۱۰ درصد كل آفت‌كش‌های جهان با ارزشی معادل ۴ میلیارد دلار توسط صنایع بیوتكنولوژی تولید شود.
یكی از مهم‌ترین انواع آفت‌كش‌های بیولوژیك جهان، بیومس حاصل از نوعی باكتری موسوم به باسیلوس تورنژینسیس (Bacillus thuringiensis) است.
یكی از عمده‌ترین موارد كاربرد بیومس میكروبی، استفاده از آن‌ها به عنوان غذا و افزودنی‌های غذایی است. ارزش بازار جهانی طعم دهنده‌های غذایی در سال ۲۰۰۰ حدود ۱/۱ میلیارد دلار بوده است. اهمیت اقتصادی بیومس میكروبی تا به حدی است كه محققان كشور كوبا با استفاده از ضایعات نیشكر و تكنولوژی تخمیر، اقدام به تهیه و تولید پروتئین‌های تك یاخته (SCP) نموده‌اند تا كشور را از واردات خوراك دام و سویا بی‌نیاز نمایند.
لازم به ذكر است كه در حال حاضر، واردات خوارك دام و طیور و مكمل‌های آن به كشور بیش از یك میلیارد دلار در سال است؛ از طرفی تولید پروتئین تك یاخته یكی از راهكارهای بیوتكنولوژی برای رفع این مشكل در كشور است، ضمن اینكه مواد خام اصلی برای تولید SCP، ضایعات كشاورزی، متانول،‌ نفت و گاز است كه در همهٔ این موارد، كشور از مزیت بسیار مناسبی برخوردار است . متأسفانه تولید SCP در كشور تاكنون از مرحلهٔ تحقیقات فراتر نرفته است، علیرغم این كه سابقهٔ شروع تحقیقات در این زمینه به پیش از انقلاب و دههٔ ۱۳۵۰ برمی‌گردد.
۲ـ۲ـ صنایع تخمیری بیوتكنولوژی
صنایع تخمیری كه طیف وسیعی از حوزه‌های مرتبط با میكروارگانیسم‌ها و بیوتكنولوژی را دربرمی‌گیرند از قدیمی‌ترین شاخه‌های فناوری زیستی به شمار می‌آیند. الكل‌ها، آنتی‌بیوتیك‌ها، اسیدهای آلی، آنزیم‌ها و بسیاری از تركیبات مورد استفاده در صنایع غذایی، دارویی و غیره بخشی از محصولات با ارزش تولید شده در این صنعت را تشكیل می‌دهند. آنزیم‌هایی نظیر پروتئازها، آمیلازها، لیپازها، سلولازها و غیره كه مصرف بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند از جمله مهم‌ترین تولیدات بیوتكنولوژی صنعتی به شمار می‌روند.
●اهمیت اقتصادی
آنزیم‌ها كه در واقع كاتالیست‌های زیستی به دست آمده از باكتری‌ها و قارچ‌های گوناگون هستند، سالانه به میزان زیادی تولید شده و بازار بسیار بزرگی از محصولات بیوتكنولوژیك را به خود اختصاص می‌دهند.
در چند سال اخیر، ارزش بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی میكروبی كه بخش عمدهٔ آن ( بیش از ۵۰ درصد) توسط شركت دانماركی Novo Nordisk A/S تولید و عرضه می‌شود،‌ سالیانه به بیش از ۸/۱ میلیارد دلار رسیده است.
پیش‌بینی می‌شود میزان فروش آنزیم‌های صنعتی تا سال ۲۰۰۸ به ۳ میلیارد دلار بالاغ گردد. هم‌چنین ارزش بازار جهانی آنزیم‌های دارویی، سالانه به بیش از ۳/۲ میلیارد دلار بالغ می‌شود. جدول۱- ارزش بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی در سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۲ ( میلیون دلار)
تولید ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی و بیوپلیمرها از دیگر عرصه‌های سودآور بیوتكنولوژی صنعتی است. آمارها نشان می‌دهد در سال ۱۹۹۶ ارزش اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و بیوپلیمرهای تولیدی دنیا به ترتیب ۴/۲، ۲ و ۵/۰ میلیارد دلار بوده است.
تولید اغلب آنتی بیوتیك‌ها نیز با استفاده از روش‌های تخمیری و بیوتكنولوژیك صورت می‌گیرد كه به سبب كاربرد بسیار گسترده در درمان عفونت‌ها، از اهمیت و ارزش اقتصادی بالایی برخوردار هستند.
در حال حاضر بیش از ۱۶۰ آنتی‌بیوتیك مختلف توسط صنایع تخمیری بیوتكنولوژی در جهان ساخته می‌شوند كه ارزش كل بازار جهانی آن‌ها بیش از ۲۳ میلیارد دلار تخمین زده شده است.
خاطر نشان می‌شود كه تولید اغلب این آنتی‌بیوتیك‌ها نیاز به دانش فنی پیچیده‌ای همچون تولید واكسن‌ها و داروهای نوتركیب ندارد و سال‌هاست كه در اقصی‌نقاط جهان تولید می‌شوند.
در سال ۲۰۰۲ درآمد آمریكا از تولید و فروش آنتی بیوتیك‌ها به بیش از ۹۷/۷ میلیارد دلار رسیده است كه در میان محصولات حاصل از بیوتكنولوژی جایگاه مهمی را به خود اختصاص می‌دهد.
۳ـ بیوتكنولوژی غذایی
به لحاظ تعریف، بیوتكنولوژی غذایی عبارت است از: استفاده از سلول‌های زنده یا بخشی از آن‌ها، به منظور تولید یا اصلاح محصولات غذایی یا مواد افزودنی مورد استفاده در صنایع غذایی. برای مثال، به‌كارگیری مستقیم تودهٔ سلولی میكروارگانیسم‌ها به عنوان پروتئین تك یاخته، استفاده از میكروب‌ها در تولید محصولات غذایی تخمیری نظیر ماست و پنیر و محصولات گوشتی تخمیر شده، پرورش قارچ‌های خوراكی، تولید سس‌های متنوع، طعم‌دهنده‌ها، شیرین‌كننده‌ها و افزودنی‌های خواركی، آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی، ویتامین‌ها و اسیدهای آمینه و آلی تنها گوشه‌ای از كاربردهای بسیار متنوع بیوتكنولوژی در صنایع غذایی هستند. استفاده از باكتری‌های مفید ( پروبیوتیك) كه به منظور درمان یا مقابله با بیماری‌های روده‌ای، اصلاح جمعیت میكروبی بدن و تولید ویتامین‌ها، به برخی از مواد غذایی مانند ماست و دیگر فرآورده‌های لبنی افزوده می‌شوند، نیز از حوزه‌های بسیار جذاب بیوتكنولوژی مواد غذایی محسوب می‌شوند.

●اهمیت اقتصادی
بازار جهانی صنایع مربتط با بیوتكنولوژی غذایی به دلیل گستردگی و تنوع بسیار زیاد آن، ارقام قابل توجهی را نشان می‌دهد. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۳، ارزش بازار جهانی امولسیون‌كننده‌های غذایی بیش از یك میلیارد دلار بوده است كه در این بین لیسیتین ( پرمصرف‌ترین امولسیفایر غذایی) كه یكی از فرآورده‌های مهم بیوتكنولوژیك مورد استفاده در صنایع غذایی به شمار می‌رود، به تنهایی رقمی بیش از ۲۵۰ میلیون دلار را به خود اختصاص داده است.
جالب است بدانیم كه در حال حاضر، با استفاده از میكروارگانیسم‌ها و روش‌های بیوتكنولوژی، سالانه بیش از ۲۷۰۰۰۰ تن اسید سیتریك به ارزش حدود ۴/۱ میلیارد دلار در جهان تولید می‌شود كه بخش اعظم آن در صنایع غذایی به مصرف می‌رسد.
در سال ۱۳۸۱ میزان واردات اسید سیتریك به كشور بیش از ۵/۶ هزار تن بوده است. همچنین بازار جهانی پروبیوتیك‌های مورد استفاده در صنایع تولید مواد و افزودنی‌های غذایی، ماست و فرمولاسیون‌های دارویی، از ارزش بسیار بالایی برخوردار است. برای مثال، میزان فروش سالیانه ماست‌های حاوی پروبیوتیك در جهان، رقمی حدود ۱۰ میلیارد دلار به خود اختصاص می‌دهد. آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی انسان و دام، بیشترین سهم را از بازار آنزیم‌های صنعتی به خود اختصاص داده‌اند.
در حال حاضر، تنها در اتحادیه اروپا ارزش محصولات تولیدی در زمینه بیوتكنولوژی غذایی ( محصولات غذایی تخمیری، اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و غیره ) بیش از ۲۵ میلیارد دلار برآورد شده است.
۴ـ بیوتكنولوژی دریایی
بیوتكنولوژی دریایی یكی از حوزه‌های در حال رشد و بكر این فناوری است كه به كمك آن، از جانداران دریایی مانند ماهی، جلبك و یا باكتری‌ها به طور مستقیم و غیرمستقیم برای تولید فرآورده‌های ارزشمند بیولوژیك استفاده می‌شود.
با توجه به پتانسیل بالای مناطق دریایی و تنوع عظیم موجودات آبزی، تاكنون محصولات فراوانی از آن‌ها استحصال شده است كه از آن جمله می‌توان به مواد دارویی، آنزیم‌ها، مواد مولكولی بیولوژیك, كیت‌های تشخیصی، آفت‌كش‌های زیستی، بیوماس جهت تولید انرژی و غیره اشاره كرد. از جمله ویژگی‌های محصولات و فرآورده‌های دریایی، وجود تركیبات هالوژنه در آن‌ها است، كه غالباً نمی‌توان آن‌ها را از موجودات خشكی‌زی به دست آورد. علاوه براین، میكروارگانیسم‌های دریایی، منبع غنی از ژن‌های متنوع هستند كه می‌توان از آن‌ها برای تولید داروها و فرآورده‌های بیولوژیك جدید استفاده كرد.
طاهمیت اقتصادی
در سال ۲۰۰۲، بازار جهانی فرآورده‌ها و فرآیندهای حاصل از بیوتكنولوژی دریایی، به بیش از ۴/۲میلیارد دلار رسید كه نسبت به سال پیش از آن، ۴/۹ درصد رشد داشته است.
انتظار براین است كه بازار جهانی فرآورده‌های بیوتكنولوژی دریایی، به غیر از كشور آمریكا، تا سال ۲۰۰۷، رشد سریعتری معادل ۴/۶ درصد داشته باشد. بنابراین پیش‌بینی می‌شود كه بازار جهانی فرآورده‌ها و فرآیندهای بیوتكنولوژی دریایی، تا سال ۲۰۰۷ به بیش از ۳ میلیارد دلار برسد. در حال حاضر، دو كشور امریكا و ژاپن، پیشگامان اصلی صنعت بیوتكنولوژی دریایی جهان هستند. توسعه بیوتكنولوژی دریایی در این دو كشور ، مرهون سرمایه‌گذاری آنها در دو دههٔ گذشته است؛ به عنوان مثال، در سال ۱۹۹۲، ایالات متحده و ژاپن به ترتیب ۴۰ و ۵۱۹ میلیون دلار در زمینهٔ بیوتكنولوژی دریایی سرمایه‌گذاری كردند.
با توجه به آمار و ارقام فوق و وجود حدود ۳ هزار كیلومتر مرز آبی و چندین دریاچه در ایران، به نظر می‌آید كه بیوتكنولوژی دریایی می‌تواند زمینهٔ مناسبی جهت سرمایه‌گذاری و كسب درآمد برای كشور باشد. علیرغم وجود این پتانسیل مناسب، در ایران سرمایه‌گذاری ناچیزی در این زمینه صورت گرفته است؛
اگر چه مراكزی مانند مؤسسه تحقیقات شیلات ایران، مؤسسه تحقیقات بیوتكنولوژی خلیج فارس و برخی از دانشگاه‌ها ( به طور پراكنده) در این زمینه مشغول به فعالیت هستند، ولی حجم این فعالیت‌ها در مقایسه با پتانسیل اقتصادی زیادی كه در دریا وجود دارد، بسیار ناچیز است. عدم توجه به بیوتكنولوژی دریایی، در سند ملی زیست‌ فناوری ایران نیز مشاهده می‌شود؛ به گونه‌ای كه در این سند، نامی از بیوتكنولوژی دریایی، به عنوان یكی از شاخه‌های بیوتكنولوژی، برده نشده است.
ایران، در زمینهٔ نیروی انسانی در حوزهٔ بیوتكنولوژی دریایی نیز با كمبود روبروست؛ علیرغم اینكه دانشگاه‌های زیادی در سراسر دنیا، دوره‌های آموزشی بیوتكنولوژی دریایی دارند، در حال حاضر رشته‌ای به نام بیوتكنولوژی دریایی در كشور وجود ندارد.
۵ـ تولید متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی ( شامل داروهای گیاهی)
متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی تركیباتی هستند كه توسط سلول‌های گیاه تولید می‌شوند اما غالباً به مصرف خود گیاه نمی‌رسند. این متابولیت‌ها كاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون و به ویژه پزشكی دارند. اسانس‌ها و مواد معطر، مواد مؤثره دارویی، فرمون‌ها،‌ حشره‌كش‌ها، علف‌كش‌ها، قارچ‌كش‌ها،‌ هورمون‌های گیاهی و مواد آللوپاتیك ( ایجاد كننده انواع مقاومت‌ها و یا بازارنده رشد و نمو ) از این جمله هستند. در این میان تركیبات دارویی و اسانس‌ها دارای اهمیت ویژه‌ای هستند. از آنجایی كه كشور ما، از تنوع گیاهی مطلوبی برخوردار است، این زمینه می‌تواند در بحث بیوتكنولوژی كشاورزی در مورد توجه ویژه قرار گیرد.
●اهمیت اقتصادی
قیمت متابولیت‌های ثانویه معمولاً بسیار بالا است، به طوری كه فروش محصولات دارویی مانند شیكونین (Shikonin) یا دیجیتوكسین (Digitoxin) و یا عطرهایی همچون روغن جاسمین(Jasmin) از چند دلار تا چند هزار دلار به ازای هر كیلوگرم تغییر می‌كند. همچنین قیمت هر گروم از داروهای ضد سرطان مانند وین بلاستین (Vinblastin)، وین كریستین (Vincristin)، آجمالیسین (Ajmalicine) و تاكسول (Taxol) به چند هزار دلار می‌رسد. به عنوان مثال، تاكسول یكی از تركیبات دارویی است كه از پوست درخت سرخدار (Taxus brevifolia L.) به دست می‌آید و در درمان سرطان‌های سینه و تخمدان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ضمن اینكه آزمایش‌های متعددی برای بررسی اثر این دارو بر روی انواع سرطان‌ها مانند سرطان خون، غدد لنفاوی، ریه، روده بزرگ، سر و گردن وغیره در دست انجام است. طبق گزارش اعلام شده از سوی سازمان هلال احمر ایران، میزان ارز تخصیص یافته برای خرید هر گرم تاكسول تا ۵/۲ میلیون تومان نیز رسیده است.
از آنجایی كه رشد این درخت به كندی صورت می‌گیرد و منابع دسترسی به این گیاه محدود بوده و در عین حال برای درمان یك بیمار سرطانی، حدود ۲۸ كیلوگرم از پوست درخت سرخدار لازم می‌باشد كه این مقدار معادل پوست سه درخت یكصد ساله است، لذا تولید این دارو به روش استخراج از پوست درخت، مقرون به صرفه نیست. به همین دلیل در حال حاضر، این متابولیت را با استفاده از روش كشت سلولی و در شرایط آزمایشگاهی تولید می‌نمایند.
با این روش، تولید یك گرم از داروی تاكسول حدود ۲۵۰ دلار هزینه دارد، در حالی كه با قیمتی حدود ۲۰۰۰ دلار در بازار عرضه می‌گردد. شایان ذكر است گونه‌ای دیگر از این درخت با نام علمی Taxus bacata L. وجود دارد كه در جنگل‌های شمال كشور دارای پراكندگی زیادی می‌باشد اما تاكنون ارزیابی دقیقی از لحاظ میزان تاكسول در این گونه و امكان‌سنجی تولید آن به طور جدی صورت نگرفته است.
به نظر می‌رسد، بخش اعظمی از ضعف كشور در تولید متابولیت‌های ثانویه مربوط به عدم توجه كافی به بیولوتكنولوژی گیاهان دارویی است، چرا كه بخش اعظم متابولیت‌های گیاهی را تركیبات دارویی تشكیل می‌دهند. در واقع بیوتكنولوژی گیاهان دارویی نیز همانند همتای دریایی خود در كشور مورد كم‌توجهی شدیدی واقع شده و تعداد نیروهای متخصص فعال در این عرصه بسیار ناچیز است.
براساس آمارهای موجود، ارزش بازار جهانی داروهای مشتق از گیاهان در سال ۲۰۰۲ با رشد ۲/۶ درصدی نسبت به سال پیش از آن، به ۷/۱۳ میلیارد دلار بالغ گردید. پیش‌بینی می‌شود این مقدار در سال ۲۰۰۷ به رقمی معادل ۸/۱۸ میلیارد دلار برسد. آمریكا در سال ۲۰۰۲ بیش از ۵۰ درصد این بازار را به خود اختصاص داده بود. نقش بیوتكنولوژی در این بازار بسیار حائز اهمیت بوده است.
۶ـ كاربرد بیوتكنولوژی در بخش جنگل و مرتع
سطح جنگل‌های كشور بالغ بر ۱۲ میلیون هكتار است كه از این مقدار، حدود ۵/۱ میلیون هكتار جنگل‌های صنعتی خزری، ۵/۴ میلیون هكتار جنگل‌های منطقه زاگرس و بقیه جنگل‌های پراكندهٔ مركزی، جنوبی و ارسباران است. جنگل‌ها علاوه بر این كه به عنوان دستگاه تنفس زیست‌كره، از جمله اجزای بسیار حیاتی اكوسیستم به شمار می‌روند، نقش مهمی در تأمین مصنوعات چوبی و كاغذی، سوخت و تعداد زیادی از مواد مورد نیاز جامعه دارند.
لذا توجه بیش از پیش به تحقیقات بیوتكنولوژی در راستای احیای جنگل‌ها و بهینه سازی روش‌های استفاده از چوب، فراوری و افزایش بازده جنگل‌های طبیعی و دست كاشت و بهبود كیفی آن‌ها به منظور استفاده بهتر در بخش صنعت، نقش به سزایی در رفع نیازهای كشور و حفظ عرصه‌های جنگلی خواهد داشت.

●اهمیت اقتصادی
عرصه‌های مرتعی كشور، با سطحی بالغ بر ۹۰ میلیون هكتار كه حدود ۷۰ میلیون واحد دامی از آن تغذیه می‌كنند، اهمیت فوق‌العاده‌ای بر درآمد ناخالص ملی دارد، علوفهٔ تولیدی بخش مرتع، بالغ بر ۱۰ میلیون تن با ارزش ریالی بیش از ۲۵۰۰ میلیارد ریال است. اگر ارزش بخش مرتع در جلوگیری از فرسایش خاك و تأثیر آن در حفظ و ذخیره شدن نزولات آسمانی در خاك را نیز به این مقدار اضافه كنیم، نقش حیاتی آن در اقتصاد ملی بیشتر مشخص می‌شود.
بنابراین، هرگونه سرمایه‌گذاری تحقیقاتی بیوتكنولوژی برای حفظ مراتع و افزایش بازده این بخش، در راستای منافع ملی و رسیدن به خودكفایی و رفع وابستگی است و باید از آن حمایت كرد.
امروزه برای بهبود كمی و كیفی تولیدات جنگلی و مرتعی وجلوگیری از تخریب آن‌ها از روش‌های متعدد بیوتكنولوژی و مهندسی ژنتیك استفاده می‌كنند. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می‌شود:
-ریز ازدیادی و تكثیر سریع گونه‌ها در معرض خطر و یا مرغوب
-مقاوم‌سازی گیاهان مرتعی و جنگلی در برابر استرس‌های محیطی (خشكی، شوری، سرما)
-تولید گونه‌های مقاوم به آفات و بیماری‌ها
-شناخت سریع و به موقع ژنوتیپ‌های مرغوب و نامرغوب و انتخاب براساس ماركر
-به‌نژادی گونه‌های جنگلی و مرتعی از لحاظ خصوصیات كمی و كیفی
-احیا و افزایش تولید گیاهان دارویی
علیرغم مزیت طبیعی كشور در عرصه جنگل و مرتع، متأسفانه این عرصه از بیوتكنولوژی نیز مورد كم‌توجهی قرار گرفته است؛ به طوری كه تعداد متخصصان و آزمایشگاه‌های فعال در این حوزه بسیار ناچیز است و هیچ نشانی از فعالیت بخش خصوصی در زمینهٔ بیوتكنولوژی جنگل و مرتع یافت نمی‌شود.
۷ـ كاربرد بیوتكنولوژی در باغبانی
استفاده از بیوتكنولوژی در باغبانی می‌تواند یكی از حوزه‌های ثروت‌آفرین و مهم در كشور باشد. البته نمی‌توانیم ادعا كنیم كه این حوزه از بیوتكنولوژی كاملاً مورد كم‌توجهی قرار گرفته است، بلكه صحیح‌تر آن است كه بگوییم، افراط و تفریط‌هایی در بهره‌گیری از آن صورت پذیرفته است.
گواه این ادعا نیز وجود تنوع غنی ژنتیكی گونه‌های باغی در كشور است كه گاه از جایگاه منحصر بفردی در سطح منطقه یا دنیا برخوردار هستند و فقط به معدودی از آنها توجه شده است. به عنوان مثال، كشور ایران به لحاظ موقعیت تولید و تنوع ارقام محصولاتی هم‌چون پسته، انار، خرما، فندق، گردو و غیره دارای جایگاه ممتازی در سطح دنیا است .
با این وجود تحقیقات مناسبی برای شناسایی، اصلاح و تكثیر ارقام مقاوم و پرمحصول این گیاهان انجام نشده است. لازم به ذكر است كه تنها در مورد تكثیر موز،‌ خرما و تعداد محدودی از گیاهان زینتی با استفاده از روش‌های بیوتكنولوژی ( ریزازدیادی) چند شركت خصوصی فعال در كشور وجود دارند كه البته به دلایل متعدد از جمله تك‌محصولی بودن این شركت‌ها، تولید بیش از نیاز كشور و عدم خرید نهال‌های تولیدی توسط مراكز مصرف‌كننده، این شركت‌ها در آستانهٔ ورشكستگی قرار دارند. حال آن كه در مورد بسیاری از گیاهان دیگر از جمله فندق، گردو و حتی مركبات علیرغم نیاز جدی كشور، تاكنون فعالیت قابل توجهی برای انتخاب، اصلاح و تكثیر پایه‌های مقاوم به آفات، بیماری‌ها و استرس‌های محیطی صورت نگرفته است.
●اهمیت اقتصادی
براساس آمارهای منتشر شده توسط وزارت جهاد كشاورزی، در سال ۱۳۸۱، سطح زیركشت گیاهان باغی، محصولات جالیزی و سبزیجات ( سیب‌زمینی، پیاز، گوجه و غیره) به ترتیب ۲۳۵۰، ۲۹۰ و ۴۵۱ هزار هكتار از كل اراضی زیركشت كشور را به خود اختصاص داده‌اند، كه مجموعاً تولیدی معادل ۶۷/۳۰ میلیون تن محصول را شامل می‌شود. این مقدار حدود ۵۲ درصد از كل تولیدات كشاورزی (گیاهی) كشور را در سال ۱۳۸۱ به خود اختصاص می‌دهد.
طی این مدت، در بین محصولات باغی، انگور، سیب، پرتقال و خرما به ترتیب بیشترین سهم از كل تولیدات باغی را به خود اختصاص دادند.
به عنوان مثالی از كابرد بیوتكنولوژی در باغبانی كه كمتر مورد توجه قرار گرفته است، می‌توان به مركبات اشاره كرد.
سطح زیر كشت مركبات در سال ۱۳۸۱ حدود ۲۵۱ هزار هكتار و میزان تولید آن در همین سال حدود ۹/۳ میلیون تن بوده است. لازم به ذكر است كه ظرفیت تولید مركبات كشور با همین سطح زیركشت، بیش از میزان فوق‌الذكر است؛ اما خسارات سنگین ناشی از بیماری‌های درختان مركبات، این ظرفیت را كاهش داده است. از جمله این بیماری‌ها می‌توان به جاروی جادوگر و تریستیزای مركبات اشاره نمود كه در مواردی، به معضلات منطقه‌ای و حتی ملی تبدیل شده‌اند. متأسفانه هیچ درمان قطعی برای این دو بیماری وجود ندارد و تنها راه مبارزه با آن‌ها پیشگیری است كه در این زمینه، بیوتكنولوژی می‌تواند راهكارهای مناسبی ارائه دهد. تولید نهال‌های عاری از بیماری ( با روش ریزازدیادی)، تشخیص نهال‌های آلوده و حذف آن‌ها از نهالستان‌ها و باغات (تولید كیت‌های تشخیصی) و اصلاح پایه‌های مقاوم از جمله مهم‌ترین این راهكارها هستند كه به كمك بیوتكنولوژی امكان‌پذیر است.
●●نتیجه‌گیری
با توجه به مطالب ارائه شده، لزوم توجه و اهتمام بیش از پیش مسئولان و برنامه‌ریزان كشور، به ویژه متولیان زیست‌فناوری، به جنبه‌های تقریباً فراموش‌ شدهٔ بیوتكنولوژی كاملاً احساس می‌شود. چرا كه در اغلب موارد مذكور، كشور ما در عین برخورداری از ظرفیت‌های بالای تولیدی، در زمرهٔ واردكنندگان عمدهٔ محصولات یاد شده قرار دارد.
دلایل مختلفی برای كم‌توجهی به برخی از حوزه‌های بیوتكنولوژی در كشور بیان می‌شود. اما به نظر می‌رسد سه دلیل عمدهٔ این موضوع، موارد زیر باشند:
۱-تدوین استراتژی، برنامه‌ریزی و تعیین اولویت‌های بیوتكنولوژی در كشور غالباً توسط تعداد معدودی از متخصصان این رشته انجام می‌شود كه در اكثر مجامع تصمیم‌گیری بیوتكنولوژی حضور دارند. لذا در این موارد، همواره دست عدهٔ كثیری از متخصصان بیوتكنولوژی از تصمیم‌گیری‌های ملی كوتاه می‌ماند، ضمن اینك كمتر از همكاری دیگر متخصصان، مانند استراتژیست‌ها، برنامه‌ریزان، اقتصاددانان و مدیران كارآزموده استفاده می‌شود. این موضوع باعث شده كه اكثر تصمیمات كلان بیوتكنولوژی كشور، توسط افراد محدود و تقریباً ثابتی اتخاذ شود كه در زمینه‌های خاصی دارای تخصص و تجربه هستند؛ بدیهی است در این بین هر كسی سنگ تخصص خود را به سینه می‌زند و آن را برجسته‌تر معرفی می‌كند. بنابراین، همیشه حوزه‌هایی از بیوتكنولوژی كه متخصصان آن، در مجامع تصمیم‌گیری شركت ندارند، كمتر مورد توجه قرار گرفته و لذا در تدوین سیاست‌های آموزشی، پژوهشی و تولیدی كشور، جایگاه مناسبی برای آن‌ها منظور نمی‌شود.
۲-به نظر می‌رسد، دیدگاه اغلب متخصصان و محققان به بیوتكنولوژی، دیدگاهی صرفاً علمی است تا كاربردی. تعداد محدود شركت‌های تولیدكنندهٔ محصولات بیوتكنولوژی، مؤید ضعف در بهره‌گیری كاربردی از این فناوری در كشور است.
در واقع تا به امروز، یكی از مهم‌ترین اهداف بهره‌گیری از بیوتكنولوژی در كشور، تولید مقاله بوده است، در حالی كه بیوتكنولوژی یك فناوری است ( و نه علم) و یك فناوری با تولید محصول و رفع نیازهای انسانی معنی پیدا می‌كند. البته طبیعی است كه از نتایج تحقیقات در حوزهٔ فناوری، مقاله‌هایی هم حاصل شود، اما باید توجه داشت كه تنها دستاورد این تحقیقات و هدف اصلی آن مقاله نیست. این مشكل، ریشه در فقدان ادبیات و تعاریف روشن از علم و فناوری در كشور دارد.
۳-شاخص‌های ارزیابی علم و فناوری هم در كشور تفكیك نشده‌اند و هر دو با معیارهای مشترك سنجیده می‌شوند كه البته مهم‌ترین این معیارها « تولید مقاله » است.
با این توضیح، تفاوت چندانی بین یك بیولوژیست و یك بیوتكنولوژیست در كشور وجود ندارد و هر دو به دنبال تولید علم ( آن هم از نوع مقاله) هستند. نكتهٔ جالب اینكه، برخی از مؤسسات و مراكز تحقیقاتی بیوتكنولوژی برای هر مقالهٔ چاپ شده، پاداش‌های قابل توجه مالی را در نظر می‌گیرند تا انگیزهٔ تولید مقاله را بالا ببرند. ضمن اینكه معمولاً مهم‌ترین معیار ارزیابی افراد در مراكز تحقیقات فناوری كشور، تعداد مقالات چاپ شده توسط هر فرد است.
این مسائل باعث شده است كه محققان بیوتكنولوژی كشور به دنبال موضوعاتی باشند كه مورد علاقهٔ مجلات علمی خارجی است و امكان پذیرش مقالات در آن موضوعات بیشتر است. با این توضیح، می‌توان پیش‌بینی كرد كه جهت‌گیری این گونه تحقیقات نیز براساس علاقمندی مجلات خارجی تعیین می‌شود و نه مزایا و نیازهای كشور. در نتیجه، بسیاری از حوزه‌های كاربردی بیوتكنولوژی كه از مزیت‌های مناسبی در كشور برخوردار هستند، تنها به دلیل اینكه مورد توجه مجلات خاصی قرار ندارند، به دست فراموشی سپرده شده و نیازهای واقعی كشور هم‌چنان باقی می‌ماند.


نوشته شده توسط احسان خدادادی در دوشنبه 7 بهمن 1387 و ساعت 02:31 ق.ظ
...صفحات وبلاگ