رفتن به نوشته‌ها

فن آوری های ویرایش ژنوم می تواند انقلابی در کشاورزی ایجاد کند گزارش IDTechEx را می یابد

تغذیه جمعیت در حال رشد بدون توانایی گسترش زمین های کشاورزی نیاز به افزایش بهره وری کشاورزی دارد. با این وجود ، تولیدات عمده محصولات در چند دهه گذشته به صورت فلات در حال انجام بوده است و نگرانی در مورد استفاده از سموم دفع آفات مصنوعی و کودهای مصنوعی منجر به سلب بیشتر و بیشتر ابزارها از کشاورزان که به دنبال افزایش عملکرد محصولات خود هستند ، می شود.

راه حل بالقوه این چالش ها از طریق ژنتیک است. با دستکاری در ژنوم محصولات ، می توان محصولات را بزرگتر کرد ، مقاومت در برابر تنش های محیطی را بهبود بخشید و به گیاهان یک مقاومت ذاتی در برابر بیماری های خاص داد. به تعبیری ، انسان ها هزاران سال است که DNA محصولات را از طریق پرورش انتخابی دستکاری می کنند ، اگرچه با ظهور فن آوری های جدید مهندسی ژنتیک ، سرعت آن به طور قابل توجهی افزایش یافته است. گزارش اخیر IDTechEx ، “فن آوری های ژنتیکی در کشاورزی 2020-2030: پیش بینی ها ، بازارها ، فن آوری ها” ، استفاده از فن آوری های ژنتیکی در کشاورزی و تأثیر آنها بر کشاورزی جهانی را بررسی می کند.

مهندسی ژنتیک به عنوان ابزاری برای کشاورزی اولین بار در دهه 1990 و با ایجاد “ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی” (GMO) ظهور کرد. ایجاد یک GMO شامل روشی به نام تراریخته است که در آن بخشی از DNA از موجودی گرفته شده و به کد ژنتیکی موجود دیگر تقسیم می شود. به عنوان نمونه می توان به تولید ذرت Bt اشاره کرد ، جایی که ژن تولید پروتئین حشره کش از باکتری خاک گرفته شده و در گیاهان ذرت قرار گرفته و محصول ذرت ایجاد می کند که می تواند از خود در برابر حشرات محافظت کند.

تراریخته ها در مناطق خاص بسیار موفق بوده اند ، به عنوان مثال بیش از 95 درصد ذرت کشت شده در ایالات متحده در حال حاضر اصلاح ژنتیکی شده است. با این وجود چالش هایی وجود دارد. ایجاد یک GMO بسیار گران است ، صدها میلیون دلار هزینه دارد ، اگر حتی محصول کاملاً تأیید شود ، تصویب مقررات چندین دهه به طول می انجامد – به عنوان مثال دریافت GMO در اتحادیه اروپا تقریباً غیرممکن است. علاوه بر این ، GMO ها با واکنش عمومی خصمانه ای روبرو شده اند ، که باعث کاهش جذب آنها در بسیاری از جهان شده و منجر به ایجاد رژیم های نظارتی سخت در بسیاری از نقاط ، به ویژه در اتحادیه اروپا شده است.

یک فناوری نوظهور که می تواند انقلابی در استفاده از مهندسی ژنتیک در کشاورزی ایجاد کند ، زمینه ویرایش ژنوم است. بر خلاف تراریخته ، که شامل قرار دادن توالی DNA کامل در یک ژنوم است ، ویرایش ژنوم شامل ایجاد تغییرات دقیق در DNA بومی ارگانیسم ، و به طور موثر اصلاحات کوچکی در DNA موجود در آن است.

روش مدرن ویرایش ژنوم شامل استفاده از آنزیم ها برای برش رشته های DNA در یک نقطه دقیق از توالی ، ایجاد “شکستگی دو رشته ای” است که سپس توسط سلول ترمیم می شود ، و منجر به تغییر ژنوم می شود. در حال حاضر سه روش اصلی ویرایش ژنوم وجود دارد ، نوکلئازهای انگشت روی (ZFNs) ، فعال کننده رونویسی مانند نوکلئازهای مectorثر (TALENs) و سیستم تکراری پالیندرومیک بصورت منظم و متقاطع (CRISPR) ، که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

ویرایش ژنوم می تواند در کشاورزی بسیار مفید باشد. می توان از آن برای ساکت نگه داشتن ژن های نامطلوب در محصولات زراعی ، مانند ژن های مسئول قهوه ای شدن در قارچ ها ، و تغییر رفتار ژن های دیگر ، به عنوان مثال استفاده کرد. باعث افزایش اندازه یا عملکرد میوه یا تحریک تولید محصولات طبیعی مفید می شود. برخلاف تراریخته ، انجام ویرایش ژنوم بسیار سریعتر و ارزانتر انجام می شود و این تکنیک دقیقاً دقیق تر است و میزان موفقیت محصولات جدید مهندسی شده را افزایش می دهد. از آنجا که این ژن به جای درج DNA خارجی به تغییر ژن بومی ارگانیسم متکی است ، شرکت های ویرایشگر ژن امیدوارند که محصولات ویرایش شده ژنوم از برچسب “Frankenfoods” و واکنش مصرف کنندگان مرتبط با GMO جلوگیری کنند.

به همین دلیل ، ویرایش ژن ممکن است از بسیاری از موانع نظارتی پیش روی GMO جلوگیری کند. به عنوان مثال ، در سال 2016 ، وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) تصمیم گرفت که یک قارچ ویرایش شده با استفاده از CRISPR برای مقاومت در برابر قهوه ای خارج از نظارت نظارتی آن باشد. به همین ترتیب ، گیاهان اصلاح شده با ZFN و TALEN نیز از بررسی USDA GMO در امان هستند. با این حال ، با توجه به جوان بودن این رشته ، می توان انتظار داشت که مقررات طی سالهای آینده به سرعت تغییر کند.

در سال 2019 ، شرکت بیوتکنولوژی آمریکایی Calyxt اعلام کرد که اولین محصول تجاری تولید شده از یک محصول ویرایش شده توسط ژن ، روغن سویا با روغن بالا با نام تجاری Calyno است. این روغن به عنوان محصولی سالم برای قلب و با افزایش پایداری حرارت ، 80٪ اسید اولئیک ، 20٪ چربی اشباع کمتر و صفر گرم چربی ترانس در هر وعده طراحی شده است. دانه های سویا با استفاده از ویرایش ژن TALEN با مجوز از شرکت مادر Cellectis ویرایش شدند.

Calyxt معتقد است که فناوری TALEN دارای چندین مزیت اساسی نسبت به سایر اشکال ویرایش ژن است ، از جمله موقعیت IP قوی شرکت مادر آن. TALEN هر دو خاص و دقیق است و می تواند هر منطقه انتخاب شده را در هر ژنی جدا کند. به عنوان مثال ، چندین ژن FAD در ژن سویا وجود دارد اما TALEN های این شرکت می توانند فقط دو ژن FAD را که اسیدهای چرب در دانه تولید می کنند ویرایش کنند. این شرکت در سال 2017 انواع مختلفی از سویا با روغن بالا را در ایالات متحده معرفی كرد. تا سال 2019 ، Calyxt با بیش از 100 تولیدكننده سویا میانه غربی قرارداد منعقد كرد تا 36000 هكتار از سویا با روغن بالای خود را تولید كند ، با این شركت 100000 هكتار در مارس 2020. Calyxt از طریق شرکای کشاورزی خود انتظار دارد تا پایان سال 2020 بیش از 25 درصد سهم بازار H0 دانه سویا داشته باشد.

در سالهای اخیر ، هیجان خاصی در مورد فناوری CRISPR ایجاد شده است. اگرچه CRISPR نسبت به TALEN از دقت کمتری برخوردار است ، اما سریعتر ، ارزان تر و به تخصص خاصی احتیاج ندارد. برخلاف ZFN و TALEN ، CRISPR از sgRNA برای شناسایی توالی DNA استفاده می کند ، نه پروتئین های مهندسی شده ، که تولید آنها بسیار آسان تر است. اگرچه هنوز هیچ محصول ویرایش شده توسط CRISPR به بازار عرضه نشده است ، اما با Corteva Agriscience یک هیبرید ذرت مومی ویرایش شده با CRISPR که قرار است طی سال آینده شاهد عرضه تجاری در ایالات متحده باشد ، به زودی تغییر خواهد کرد.

“فن آوری های ژنتیکی در کشاورزی 2020-2030: پیش بینی ها ، بازارها ، فن آوری ها” گزارشی است که اخیراً توسط IDTechEx منتشر شده است که به بررسی فناوری و عوامل بازار در شکل گیری صنایع پیرامون مهندسی ژنتیک در کشاورزی می پردازد. در این گزارش همچنین به تأثیرات مقررات در صنعت پرداخته شده و 10 پیش بینی برای رشد صنعت ارائه شده است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این گزارش ، لطفاً به www.IDTechEx.com/CropBio یا برای نمونه کارهای کامل تحقیق در مورد غذا و AgTech در دسترس از IDTechEx ، مراجعه کنید به www.IDTechEx.com/research/AgTech.

IDTechEx از طریق محصولات تحقیقاتی ، مشاوره ای و رویدادی ، تصمیمات استراتژیک تجاری شما را راهنمایی می کند و به شما کمک می کند از فناوری های نوظهور سود ببرید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تحقیق و مشاوره IDTechEx ، با ما تماس بگیرید [email protected] یا به سایت www.IDTechEx.com مراجعه کنید.

تماس با رسانه:
ناتالی مورتون
مدیر بازاریابی دیجیتال
[email protected]
+44 (0) 1223 812300

منبع IDTechEx

منتشر شده در جدید ترین اخبار

دیدگاه‌ها غیرفعال هستند.