الهندسة الوراثية فى الحيوانات

[Admin]

مقـدمــــة :
شهد الربع الأخير من القرن الماضى تقدماً هائلاً فى تطبيقات الهندسة الوراثية، فقد ظهرت للمرة الأولى الحيوانات العبر جنية Transonic animals، وهى الحيوانات التي نقلت إليها جينات من كائنات غريبة عنها فى الماضى، كان التزاوج بهدف التحسين الوراثى يحدث فقط بين أفراد السلالة أو النوع الواحد لأن هناك حواجز أو عوائق BArriers بين الأنواع يصعب اختراقها. إلا أن العلماء تمكنوا فى السنوات الأخيرة من التغلب على هذه العوائق باستخدام البيوتكنولوجيا الحديثة، بل وأمكنهم تبادل المادة الوراثية بين أجناس وأنواع مختلفة تماما، وكأن الحدود الفاصلة بين الكائنات الحية على اختلاف أنواعها من حيوانات وحشرات ونباتات... الخ، قد اختفت إلى الأبد. وبناء عليه فقد تولدت كائنات لم تعرفها الطبيعة من قبل.
فى منتصف الثمانينات من القرن الماضى ظهر أول تقرير 1985) يصف تكوين حيوانات عبر جينية من حيوانات المزرعة (أرانب، أغنام، خنازير). وتوالت التجارب فى هذا المجال لتشمل الماشية والماعز والدجاج و 35 نوعا من الأسماك
(Christ & Schurkens, 2003). وعلى الرغم من هذه التطورات إلا أن أهداف التحسين أو التحوير الوراثى Genetic modification باستخدام البيوتكنولوجيا الحديثة هى نفسها تقريبا الأهداف التى كنا نسعى لتحقيقها بطرق التربية التقليدية، فكلاهما يسعى إلى تحسين إنتاجية الحيوانات وكفاءة تحويل الغذاء، زيادة قدرة الحيوانات على مقاومة المرض، زيادة قدرة الحيوانات على التأقلم للظروف البيئية، تحسين أو تغيير خصائص المنتجات الحيوانية. إلا أن التحوير الجينى باستخدام التكنولوجيا الحديثة يتميز بخاصيتين جديدتين لا نستطيع تحقيقهما بالطرق القديمة :
1- سرعة الحصول على الصفات المرغوبة.
2- نقل صفات معينة (جينات) بين أنواع لاتمت لبعضها بصلة قرابة، الأمر يؤدى إلى تكوين الحيوانات العبر جينية.
والتجارب تجرى حالياً على قدم وساق لتحويل حيوانات المزرعة إلى مصانع بيولوجية تنتج فى ألبانها بروتينات صيدلانية مفيدة، والبداية كانت كالعادة مع الفئران حينما تم إدخال الجين الذى يشفر (يكود) لهرمون النمو coding for hGH البشرى فى جينوم الفئران، وبالفعل تمكنت الغدد الثديية فى الفئران من التعبير عنه وإفراز الهرمون البشرى فى ألبانها. وتوالت التجارب منذ ذلك الحين على إدخال جينات موجهة Genes with site Directed promoters فى حيوانات المزرعة لانتاج ببتيدات وبروتينات صيدلانية فى ألبانها، وحينما تتزاوج هذه الحيوانات فإنها تمرر جيناتها لأبنائها، فتنتج الإناث منهم ألبانا تحتوى على هذه المركبات.
ولكن من أهم عيوب تكنولوجيا نقل الجينات فى الوقت الحالى أنها مكلفة، ومضيعة للوقت ومنخفضة الكفاءة حيث تتسبب فى نفوق أعدادا كبيرة من الأجنة أو المواليد ، بالإضافة إلى حدوث كثير من التشوهات الخلقية أثناء إجراء التجارب. أضف إلى ذلك الأخطار التى قد تنجم عن الحيوانات المعدلة وراثيا فى حالة هروبها واختلاطها بالحيوانات الموجودة بالبيئة الطبيعية، وما يصاحب ذلك من انتشار الجينات الغريبة، الأمر الذى يؤدى إلى اختلال التوازن البيئى وقد يؤدى فى الحالات الشديدة إلى القضاء على الحيوانات الطبيعية، خاصة إذا كانت الحيوانات المعدلة وراثيا تتمتع بمميزات تنافسية أقوى.
وهناك شكوك أيضا عند بعض الناس فى الغذاء أو الدواء الذى تنتجه تلك الحيوانات. بالإضافة إلى خشيتهم من تسرب منتوجات غير تغذوية (non-food products) إلى موائد طعامهم فتصيبهم بالمرض أو بالتسمم. وسنناقش فى هذا المقال بشئ من التفصيل أهداف وفوائد التحوير الوراثى Genetic modification فى حيوانات المزرعة والأسماك، ثم المخاطر البيئية والصحية التى قد تنشأ بسبب هذه العمليات.

أولاً - أهداف الهندسة الوراثية فى حيوانات المزرعة :
توفير الغذاء لملايين الجوعى والمحرومين فى شتى أنحاء المعمورة هو الهدف الأساسى المعلن من وراء تطوير الحيوانات العبر جينية، تأتى بعد ذلك الأهداف الطبية والعلاجية مثل زراعة الأعضاء وانتاج المركبات الصيدلانية وعمل نماذج أو موديلات من الحيوانات كبدائل للبشر تستخدم فى دراسة الأمراض البشرية وطرق علاجها. من الطبيعى أن نسعى إلى زيادة انتاج الغذاء فى العالم ليواكب الزيادة المضطردة فى عدد السكان. ولكن، هل كمية الغذاء التى تنتج فى هذا العالم(Output) هى العامل لنسبة الجوع أو سوء التغذية؟ من المخجل أن نعرف أن الإنتاج العالمى من الغذاء يكفى لسد حاجة الـ 6 ملايين إنسان الموجودين على سطح هذا الكوكب، إنتاج الحبوب وحده cereal production alone إذا ماتم توزيعه بالعدل يكفى لسد حاجة جميع السكان من الطاقة" تقرير عن منظمة الـFAO العالمية.
المشكلة إذن ليست مشكلة إنتاج ولكنها، ويا للأسف، مشكلة توزيع، ولإدراك حجم الفجوة الاستهلاكية الضخمة بين البلدان المتقدمة والبلدان النامية يكفى أن نشير إلى أن البلدان المتقدمة الغنية تضم فقط 20% من مجموع السكان فى العالم ومع ذلك فإنها تستهلك حوالى 86% من الاستهلاك العالمى، وفى المقابل فان أفقر 20% من سكان العالم يستهلكون فقط 1.3% من الاستهلاك العالمى. ورغم تصاعد النشاط الاقتصادى الذى يقدر حاليا بنحو 30 تريليون دولار سنوياً، إلا أن حوالى 1.2 بليون شخص فى العالم يعيشون على أقل من دولار واحد يومياً. الصفات التى يسعى العلماء لتغييرها- باستثناء تركيب اللبن- كلها صفات معقدة مثل النمو والتمثيل الغذائى، هذا بالإضافة إلى أن أنواع الحيوانات Breeds التى تم تطويرها تحت نظام الزراعة المكثفة وصلت حاليا إلى أقصى معدلات الإنتاج تقريبا نتيجة عمليات الانتخاب والتحسين على مدى عشرات السنوات. فمثلاً البقرة الحلابة تحت ظروف الزراعة الكثيفة تنتج الآن حوالى 6400 كجم من اللبن فى الموسم الواحد، بل أن البقرة المتميزة من نوع الهولشتين يمكن أن تعطى حوالى 8000–10.000 كجم فى الموسم موازنة ب 2000-3000 كجم فقط منذ حوالى 70 عاما مضت.
وبالمثل كانت الدجاجة البياضة تعطى حوالى 70 بيضة فى العام ، وصلت حاليا إلى أكثر من 300 بيضة سنوياً. أما كتاكيت اللحم أو المشويات broilers فتصل حاليا إلى عمر التسويق والذبح بعد حوالى 6 أسابيع موازنة ب 12 أسبوع منذ 30 عاما مضت. ولذلك فانه من غير المحتمل أن يتم إدخال جين غريب إلى جينوم الحيوان ليزيد من سرعة نمو الحيوان أو يحسن من إنتاجية دون أن يلحق به الأذى والضرر. وفى هذا الشأن يقول الدكتور كيفين وارد (Kevin Ward, CSIRO, 1999) من استراليا : أنه عند محاولة تحسين إنتاجية حيوانات المزرعة بطريقة نقل الجينات فانه لابد أن يتبع ذلك تغيير فى بعض النظم الفسيولوجية فى الحيوان مما يؤثر على التوازن الدقيق delicate balance فى البيئة الداخلية للجسم والذى استقر خلال عقود طويلة من الانتخاب والتحسين، ولذلك فإن جينوم الحيوان بوضعه الحالى يحتوى على التوليفة المثلى من الجينات optimized gene combinations والتى يصعب تغييرها أو تعديلها دون الإضرار بصحة الحيوان وحياته.

1- تحسيـن إنتاجية الحيوانات :
أ- زيادة سرعة النمو فى الحيوانات : معظم أبحاث نقل الجينات فى حيوانات المزرعة تركزت حول زيادة سرعة النمو، أولاها بسبب أهميتها من الناحية التجارية، وثانيها لأن هرمونات النمو استخدمت فى تجارب سابقة مع الفئران. لقد حاول العلماء نقل الجينات التى تشفر (تكود) لهرمون النمو بين حيوانات داخل النوع الواحد أو بين الأنواع المختلفة من الحيوانات على أمل أن يؤدى ذلك إلى زيادة سرعة نمو المواليد ووصولها بالتالى إلى الوزن المناسب للذبح أو التسويق فى عمر مبكر نسبياً- ومن المعروف أن هرمون النمو Growth hormone أو السوماتوتروبين Somatotropin من الهرمونات القوية التى تفرزها الغدة النخامية، وتؤثر فى نمو الهيكل العظمى والعضلات فى الحيوانات الصغيرة، كما أن له تأثيراً كبيراً فى تمثيل الكربوهيدرات والدهون بالجسم- وفعلاً أبدت بعض الحيوانات العبر جينية زيادة فى سرعة النمو، وزيادة فى نسبة اللحم/الدهن، وزيادة فى كفاءة تحويل الغذاء، ولكن كل ذلك لم يحدث بدون مقابل، بل إن المقابل كان باهظاً، فعندما تم تطوير أول خنزير عبر جينى بإدخال جين إضافى إلى جيناته، ويعرف بخنزير بلتسفيل Beltsville pig نسبة إلى المنطقة التى نشأ فيها.. يقول الباحثون أن هذه الخنازير العبر جينية أصيبت بأمراض لا حصر لها : قرحات فى المعدة، أضرار لحقت بالكلى والكبد أمراض فى المفاصل والأرجل، فقدان التوازن، زيادة القابلية للإصابة بالالتهاب الرئوى، ضعف الرؤية، مرض السكر، أمراض جلدية بالإضافة إلى الكسل وفقدان الرغبة الجنسية.
وفى المقابل نشرت مجموعة بحثية أخرى تقريراً يقول أن نقل جين هرمون النمو إلى الخنزير أدى إلى زيادة سرعة نموه دون أن يلحق به أضراراً خطيرة، ولكنهم اعترفوا بأن الخنزير العبر جينى الوحيد الذى أمكنهم تطويره لم يعش أكثر من 18 أسبوعا فقط، اضطروا بعدها إلى إنهاء حياته بسبب إصابته بالالتهاب الرئوى Pneumonia ، وفى آخر التقارير الواردة من المجموعة البحثية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية والتى طورت خنزير بلتسفيل، قالوا أنه أمكنهم إدخال جين عامل النمو الشبيه بالأنسولين (IGF-1) Insulin-like Growth Factor إلى جينات الخنزير.
ويعرف عامل النمو IGF-1 بأنه عبارة عن سلسلة ببتيدية واحدة مكونة من 70 حمضاً أمينياً، ويتم تخليقه أساساً فى الكبد بالإضافة إلى بعض الأنسجة الأخرى، وإليه يعزى معظم تأثيرات هرمون النمو أى أنه يفرز استجابة لتأثير هرمون النمو ثم يقوم هو بالتأثيرات أو النشاطات المطلوبة فى الخلايا. وكان يسمى قديما بالسوماتوميدين Somatomedins . وقد أدعى بعض الباحثين إمكان استخدامه كدواء أو علاج تكميلى لتنشيط كثير من الوظائف الحيوية مثل زيادة نمو العضلات وحماية العظام والمفاصل وتحسين الأداء الجنسى والنوم والمناعة والوظائف العصبية. إلا أن الدراسات أشارت إلى أن المستويات المرتفعة منه تؤدى للإصابة ببعض الأورام السرطانية خاصة سرطان البروستاتا.
وقد كانت تجارب إدخال الجين الخاص بعامل النمو IGF-1 إلى الخنازير مضنية للغاية، فبعد حقن 1207 من الأجنة الأولية Zygotes بالجين المذكور، أسفر ذلك عن ولادة 17 خنزيراً عبر جينى فقط، 6 منهم ماتوا قبل أن يصلوا إلى تمام النضج. أما المتبقون فقد ولدوا أصحاء، ولكنهم لم يظهروا أى زيادة فى سرعة النمو، بل ازدادت نسبة اللحم/الدهن فى الإناث منهم فقط. وقد أجرى هؤلاء الباحثون تجارب مماثلة على الأغنام وقالوا إن استجابتهم كانت أكبر من الخنازير وصحتهم كانت أفضل. أما الأغنام العبر جينية التى تحتوى على جين هرمون النمو (بشرى أو بقرى) فقد أصيبت بمجموعة من الأمراض على رأسها السكر، وجميعها ماتت فى عمر مبكر.
* حيوانات ضخمة وعضلات شوارتزنجر: فى عام 1997م نجح فريق من العلماء بقيادة ماك فيرون وزميله لى McPherron & Lee بجامعة جونز هوبكنز، من اكتشاف الجين المسئول عن تنظيم كتلة العضلات فى الجسم أو مضاعفة العضلات Double muscling كما يسمونه، هذا الجين يشفر لبروتين يسمى مايوستاتين Myostatin يقع ضمن مجموعة من عوامل النمو تسمى TGF-b، وأحياناً يشار إليه بعامل النمو الثامن GDF-8 عندما قاموا بإبطال مفعول الجين الذى يكود للمايوستاتين فى الفئران حصلوا على فئران عبر جينية تبلغ مرتين إلى ثلاث مرات حجم الفئران العادية، وقد علق أحدهم على ذلك بقوله: عندما ضربنا جين الميايوستاتين حصلنا على فأر يشبه شوازنجر – الممثل القوى العضلات المعروف، حاكم ولاية كاليفورنيا حالياً.
وتجدر الإشارة إلى أنه يوجد نوعان من الماشية هما الماشية البلجيكية الزرقاء والبيدمونتيز Belgian Blue & Piedmontese تظهران نفس الصفة أى "العضلات المضاعفة" بسبب حدوث طفرة فى الجين الذى يكود لبروتين المايوستاتين أدت إلى إبطال مفعوله knock-out gene، الأمر الذى يؤكد أن هذا الجين يقوم بنفس الوظيفة البيولوجية – توقيف بناء العضلات- فى كل من الفئران والماشية.. هذا الاكتشاف قد يفتح الطريق أمام تطوير حيوانات لإنتاج اللحم القليل الدسم.
وفى الإنسان قد يؤدى توقيف هذا الجين إلى علاج أمراض مثل ضمور العضلات Muscular dystrophy، وتقول إحدى النظريات أن زيادة إفراز المايوستاتين ربما تكون السبب فى عدم جدوى التمرينات الرياضية عند بعض المتمرنين فى رياضات كمال الأجسام أو رفع الأثقال مثلاً، بالإضافة إلى ما أثير من جدل حول إمكان استخدام مثبطات المايوستاتين من جانب بعض الرياضيين للفوز فى المسابقات الرياضية.
ب- زيادة سرعة النمو فى الأسماك : حققت تجربة السالمون سريع النمو التى أجرتها شركة أكوا بونتى فارم AQUA Bounty Farm نجاحاً كبيراً فى هذا المجال، والشركة الآن فى انتظار الموافقة على إنتاجه تجارياً. وقد بدأت القصة عام 1994م حينما اشترك علماء من كندا والولايات المتحدة وسنغافورة وأمكنهم تطوير سلالة من السالمون العبر جينى الذى يفوق السالمون العادى فى الحجم بأكثر من 10 مرات ويصل إلى وزن التسويق (3-4.5 كجم) فى خلال 14 شهراً أو أقل (أقل من نصف المدة العادية تقريباً). وسر نجاح هذه التجربة أنها اعتمدت على نقل جين هرمون النمو من أسماك السالمون نفسها، وليس من الثدييات كما كان يحدث فى التجارب السابقة. ففى هذه التجربة تم حقن جين هرمون النمو بواسطة الحقن المجهرى فى حوالى 3000 بويضة مخصبة، تم توقيفها فى مرحلة الكيسة الأورمية Blastocyst (جنين أولى، عبارة عن كرة مجوفة فى قاعدتها كتلة من الخلايا)، وبعد عام أظهرت حوالى 6.2% من أسماك السالمون العبر جينى زيادة كبيرة فى سرعة النمو، وفى سرعة النضج الجنسى، وأمكنها توريث صفات النمو السريع للأجيال التالية. ورغم ذلك، فقد دلت النتائج على أن التكنيك المستخدم فى تطوير هذه السلالة كان ضعيفاً وكفاءته منخفضة. بالإضافة إلى أن إدخال الجينات بطريقة عشوائية فى جينومات الأجنة يؤدى إلى إعاقة التعبير عن بعض الجينات الأصلية، وما يعقب ذلك من أضرار على الحيوان نفسه. وفى مناطق أخرى من العالم (مثل إنجلترا وتايلاند) يجرى حالياً تطوير أسماك سريعة النمو من البلطى Tilapia الذى يعتبر من أهم مصادر الغذاء فى كثير من دول أفريقيا وآسيا .

والسؤال الآن : أليس من الممكن الحصول على أسماك سريعة النمو بالطرق التقليدية للانتخاب والتربية؟
يجيب عن هذا السؤال البروفيسور نورمان ماكلين قائد الفريق البحثى لتطوير البلطى بجامعة ثاوث هامبتون بإنجلترا فيقول: إن هذا الأمر يحتاج إلى عشرين عاماً على الأقل حتى نحصل على نفس سرعة النمو التى نحصل عليها باستخدام البيوتكنولوجيا الحديثة.
وتجدر الإشارة إلى أن الاستزراع المائى Aquaculture قد ازداد زيادة كبيرة فى السنوات الأخيرة بحيث أصبح يشكل حوالى 25-30% من تجارة الأسماك العالمية (46 بليون دولار فى عام 1997م). ويتوقع أن ترتفع هذه النسبة إلى 50% خلال الـ 25 عاماً القادمة، ويعمل الباحثون حالياً على إنتاج أنواع محسنة وراثياً أو عبر جينية من الأسماك الشهيرة مثل التروت Trout (السالمون المرقط) والمبروك Carp والمحار Oysters والجمبرى Shrimp .
جـ- إنتاج الصوف فى الأغنام : فى الأغنام أجريت الأبحاث لتكوين أغنام ذات إنتاج وفير من الصوف. حاول بعض الباحثين نقل الجين الذى يشفر لهرمون النمو إلى الأغنام، والبعض الآخر - كما فى نيوزيلاند مثلاً- حاول نقل الجين الذى يشفر لعامل النمو الشبيه بالأنسولين IGF-1 الذى تحدثنا عنه فيما سبق، وقد قام هؤلاء الباحثون بتطوير 48 رأساً من الأغنام العبر جينية، ثم قاموا بقياس إنتاج الصوف على مدى ثلاث سنوات فوجدوا زيادة مبدئية فى وزن الجزة مقدارها 6% فى أفراد الجيل الأول (عام 1966م)، أما فى أغنام الجيل الثانى والثالث فلم تظهر أى فروق ذات دلالة إحصائية بين الأغنام العبر جينية والأغنام العادية.
وهناك باحثون آخرون فى استراليا ونيوزيلاندا حاولوا زيادة إنتاج الصوف، ولكن من منظور آخر، وهو تحسين استفادة الأغنام من الحمض الأمينى سيستئين Systein، وهو من الأحماض الأمينية الأساسية بالنسبة للأغنام بمعنى أن أجسامها لا تستطيع تصنيعه داخلياً، بل لابد من أن تحصل عليه عن طريق الغذاء لأنه يدخل فى تركيب الصوف، ولذلك فإنه يعتبر من العوامل المحددة لإنتاج الصوف. فالكائنات الأولية مثل البكتيريا والخميرة تستطيع تصنيع السيستئين من المواد الأولية، لذلك حاول العلماء نقل اثنين من الجينات من البكتيريا أو الخميرة إلى الأغنام كى تستطيع تخليق هذا الحمض الأمينى.
وقد ظهر أول تقرير عن أغنام مزودة بجينات تخليق السيستئين فى عام 1995م، ولسوء الحظ لم تستطع هذه الأغنام (28 رأساً) تخليقه إلا بكميات ضئيلة ولعدة شهور فقط. وقد فسر كيفين وارد Kevin Ward الذى يعمل فى Csiro باستراليا هذه النتائج بقوله إن إنتاجه فى أجنة الأغنام بمعدل مرتفع له تأثير مميت Lethal، ولذلك فإن الأغنام العبر جينية التى عاشت لم تستطع التعبير عن الجينات الدخيلة (بسبب أنها وضعت فى المكان غير المناسب من الجينوم) أو فى أحسن الظروف استطاعت إنتاج السيستئين ولكن بكميات قليلة.
وتجدر الإشارة إلى أن إدخال دورات تمثيلية أو ميتابولزمية Metabolic pathways من البكتيريا إلى الثدييات كان موضع آمال كبيرة من جانب بعض العلماء لدرجة أنهم أطلقوا عليه الإصلاح الميتابولزمى Metabolic repair ، ولكن كما رأينا فى تجربة السيستئين، فإن دورة معقدة كهذه لا يمكن إدخالها إلى الحيوان وتشغيلها دون الإخلال بعمليات التمثيل الغذائى فى الحيوان ككل .
2- تغيير خصائص المنتجات الحيوانية وإنتاج مركبات بيولوجية هامة :
أ- تغيير خصائص المنتجات الحيوانية :
أجريت كثير من التجارب التى تهدف إلى تغيير خصائص معينة فى اللحم، اللبن، الصوف، البيض باستخدام تكنولوجيا نقل الجينات، ولكن تغيير تركيب اللبن ومكوناته كان أهم ما استحوذ على تفكير العلماء، وكانوا يسعون من وراء ذلك إلى تحقيق ثلاثة أهداف رئيسة:
1- إنتاج لبن بقرى يماثل فى خواصه اللبن البشرى Humanizing cow's milk لتحسين خواص الفورميولا Formula المحضرة صناعياً لتغذية الأطفال.
2- زيادة نسبة المكون الأعلى قيمة فى اللبن وهو البروتين، فمجرد زيادة قدرها 10% فى نسبة البروتين فى اللبن تؤدى إلى زيادة أرباح صناعة الألبان فى الولايات المتحدة وحدها بمقدار 60 مليون دولار سنوياً.
3- تخفيض نسبة سكر اللبن (اللاكتوز) لفتح مزيد من الأسواق أمام تجارة الألبان، إذ يقدر نسبة من يجدون صعوبة فى هضم اللاكتوز (Lactose intolerance) بحوالى 70% من سكان العالم معظمهم فى آسيا .
بالنسبة للبروتين تمكن العلماء من تطوير أبقار عبر جينية تنتج كميات كبيرة نسبياً من نوعين من بروتين اللبن المعروف بالكازين (casein). ومن المعروف أن الكازين هو البروتين الرئيسى فى اللبن وهو الذى يعطى اللبن خواصه الغذائية والتصنيعية. ويحتوى اللبن البقرى على أربعة أنواع من الكازين (aS1, B, aS2, and K-casein) تتجمع معا وتكون وحدات غروية كبيرة Large colloidal micelles يتراوح حجمها بين 20-600 نانوميتر (nm). وبالمقارنة بالتركيب المعقد لبروتين الشرش Whey proteins فان للكازين تركيب مفتوح ومرن، مما يؤدى إلى زيادة حجمه ومائيته وقدرته على تكوين المستحلبات Emulsions وثباته الحرارى، وكلها خواص ذات أهمية كبيرة فى صناعة الجبن.
فى نيوزيلاند استطاع بروفى Brophy وآخرون (يناير 2003) هندسة خلايا جنينية بقرية بحيث تحتوى على الجينات التى تشفر لنوعين من بروتين الكازين البقرى B & K-casein وأنتجوا إحدى عشر عجلة بقرية بالاستنساخ، كل منها يستطيع بعد النضج والولادة إنتاج لبن غنى فى محتواه من نوعى الكازين المذكورين.
جيمس موراى James Murray وزملاؤه فى جامعة كاليفورنيا-ديفز أضافوا جينين جديدين إلى الماعز الحلابة، الأول يعمل على تقليل نسبة الأحماض الدهنية المشبعة، ويزيد من نسبة الأحماض الدهنية المفيدة، أما الثانى فيعطى اللبن خواص مضادة لنمو الميكروبات، الأمر الذى يجعله أكثر مقاومة لفعل الجراثيم التى تنشأ بسبب التلوث السريع للبن خاصة فى البلدان النامية.
ويقول موراى أنه يمكن تطبيق هذه الفكرة على الأبقار، وبالتالى إنتاج كميات كبيرة من الألبان التى تتمتع بهذه الخواص.. حاول الباحثون أيضا إنتاج لبن بقرى مرتفع فى معدلات الفيتامينات والكالسيوم ومنخفض فى نسبة الدهن. ولكن حتى الآن لم يصل أى لبن معدل وراثياً إلى مرحلة الإنتاج التجارى لسببين:
1- ارتفاع أسعار الأبقار المحورة وراثيا بطريقة لا تناسب الوضع الزراعى القائم حالياً.
2- لأن هناك إجراءات معقدة وموافقات لابد من الحصول عليها قبل السماح بتداول الأغذية المعدلة وراثيا خاصة عند استعمالها فى تغذية الأطفال .
تحسيـن لحم الخنزير باستخدام جينات السبانخ! : توصل الباحثون اليابانيون إلى تطوير خنزير عبر جينى يحتوى على جين من نبات السبانخ يسمى FAD2 ينتج إنزيم يختص بتمثيل الدهون من أجل إنتاج خنازير صحية قليلة الدهن .
ب- إنتاج مركبات بيولوجية هامة :
أى كائن حى أو جزء منه يمكن استعماله كمصنع بيولوجى للأدوية..البكتيريا، الخميرة، خلايا الحشرات، خلايا الثدييات، خلايا النباتات، بيض الدجاج..جميعها تشكل نظماً إنتاجية متنافسة" R.W. Wall (USDA, 1999) ، ويمكن الحصول على البروتينات العلاجية البشرية بعدة طرق أهمها :
1- الاستنبات الخلوى Cell culture سواء فى خلايا البكتيريا أو النباتات أو الثدييات.
2- النباتات أو الحيوانات العبر جينية.
وقد كان هرمونا الأنسولين والنمو هما أول ماتم إنتاجه من البروتينات البشرية، بواسطة البكتيريا، فى أوائل الثمانينيات من القرن العشرين. وتتميز البكتيريا بكفاءتها وسرعة نموها، بالإضافة إلى عشرات السنوات من الخبرة المكتسبة فى مجال إنتاج الأدوية من النظم البكتيرية. إلا أن فشل النظم البكتيرية فى تصنيع البروتينات البشرية بطريقة صحيحة أى مطابقة تماما للبروتين البشرى أدى إلى تطوير نظم الإنتاج الأخرى مثل خلايا الثدييات Mammalian Cell Culture (MCC) ، وتم بالفعل الإنتاج التجارى لعدد من هذه البروتينات مثل الأريثروبيوتين، عوامل التجلط الثامن والتاسع وألبيومين مصل الدم البشرى ومنشط البلازمينوجين النسيجى. ريتشارد فرانسيس من شركة GlaxoSmithKline يصف الـMCC بأنه المعيار الذهبى الحالى لانتاج الأجسام المضادة (بروتينات معقدة مطلوبة بكميات كبيرة للوقاية من الأمراض).
إنتاج بروتينات غريبة فى لبن الحيوانات العبر جينية بدأ فى عام 1987م حينما نشر علماء فى المعهد القومى للصحة فى الولايات المتحدة تقريراً عن إنتاج منشط البلازمينوجين النسيجى Tissue Plasminogen Activator (TPA) فى لبن الفئران - عبارة عن مذيب لجلطات الدم التى تسبب النوبات القلبية والدماغية- ومنذ ذلك الحين تم إنتاج حوالى 30 بروتيناً علاجياً بشرياً معظمها فى اللبن، بعضها فى الدم والبول، مثل اللاكتوفيرين، اللاكتالبيومين، ومضاد الثرومبين، مضاد التربسين، والليزوستافين وغيرها.
كل ذلك أدى إلى ظهور ما يعرف بالصيدلة البيولوجية أو الحيوانية Pharming وتعنى إنتاج المركبات الدوائية بواسطة حيوانات المزرعة مثل الأبقار والأغنام والماعز. والعملية تتم بإدخال الجين البشري –الذى يشفر للبروتين المرغوب- فى جينوم الحيوان بحيث يتم التعبير عنه (تخليق البروتين) فى نسيج الضرع فقط، ولذلك فانه لابد من إضافة قطعة من الـDNA تسمى الحافز أو المنظم إلى الجين البشرى، هذه القطعة تعتبر بمثابة المفتاح الذى يغلق أو يفتح عمليتى النسخ والترجمة بحيث يقتصرا على نسيج الضرع فقط، حتى يتم إفراز البروتين فى اللبن.

وهناك عدد من الأسباب وراء استخدام الحيوانات فى إنتاج الدواء أهمها :
1- يمكن بواسطتها إنتاج الدواء بكميات كبيرة وبتكاليف قليلة حسب التوقعات المستقبلية.
2- يمكن عند زيادة الطلب على الدواء الإكثار من هذه الحيوانات بسهولة، وبالتالى مضاعفة الإنتاج.
3- إنتاج هذه البروتينات الدوائية فى خلايا الثدييات يعنى أنها فى الصورة التركيبية المناسبة لجسم الإنسان.
ولكن يجب قبل القيام بمثل هذه المشروعات التأكد تماماً من أنه لا يوجد أمامنا أى بديل آخر يتمتع بنفس المميزات. ومن أهم المركبات البيولوجية ما يأتى :
1- الإنزيم المضاد للتربسيـن al-antitrypsin (AT) : يعانى مرضى الامفزيما Emphysema أو انتفاخ الرئة من صعوبات شديدة فى التنفس. وهذا المرض له أسباب وراثية، ويظهر عند الناس المعرضين للمهيجات الرئوية Irritants أو الملوثات مثل دخان السجائر والكيماويات. عندما يتنفس الشخص السليم هواء ملوثاً فان الكريات الدموية البيضاء المعروفة بالنتروفيل (أو المتعادلات) Neutrophils والموجودة بالرئتين تقوم بإفراز الإنزيمات اللازمة لتكسير أو تحطيم الأجسام أو البروتينات الغريبة.
والالستيزElastase (EL) هو أحد هذه الإنزيمات المهمة التى تفرزها النتروفيل، ويقوم بهضم أى بروتينات غريبة أو مهيجات تدخل الرئتين مع الهواء. وكلما زاد تركيز الملوثات الموجودة فى الهواء الجوى كلما زاد إفراز إنزيم EL ، والمشكلة أن جدران الحويصلات الهوائية Alveoli فى الرئتين يحتوى على بروتين الالستين Elastin ليحفظ للرئتين مرونتيهما، بيد أن هذا البروتين يمكن تكسيره بواسطة إنزيم EL لولا أن زودنا الخالق جل شأنه بإنزيم مضاد يسمى (AT) ويسمى أيضاً a-lproteinase inhibitor هذا الإنزيم يمكنه الارتباط بـ EL فيوقف نشاطه وبالتالى يحمى نسيج الرئة من التلف.
وتجدر الإشارة إلى أنه يوجد توازن دقيق بين هذين الإنزيمين (EL & AT) فمثلا إذا افترضنا أن إنزيم AT غير موجود أى أن الجسم لا يستطيع إنتاجه، فى هذه الحالة يفقد الجسم سيطرته على إنزيم الالستيز فيقوم الأخير بمهاجمة الألياف المرنة فى الرئتين محدثاً بها تلفيات كبيرة، تماماً مثلماً تتناول مقصاً وتقص به الفتحات الموجودة بأى شبكة عندك (شبكة الصيد مثلا) فتزيد من حجم الفتحات التى هى بمثابة الحويصلات الرئوية. وبسبب ظهور فراغات كبيرة فى النسيج الرئوى للمصابين بالامفزيما فإن المسطح الرئوى الذى يتم خلاله التبادل الغازى يقل بدرجة كبيرة، الأمر الذى يقلل من كفاءة الرئتين، ويزيد من درجة تأثرهما بالملوثات الهوائية.
ويتم إفراز إنزيم AT بمعدل 2جم/يوم فى الأشخاص العاديين ووظيفته، كما أسلفنا، لحماية الرئتين من الإنزيمات المضادة للالتهابات، ولكن فى المرضى وراثياً يفرز الكبد إنزيماً معيباً misfolded يعرف بالصيغة Z من الإنزيم لا يستطيع حماية الرئتين، وبالتالى يتعرض هؤلاء الأفراد للإصابة بالامفزيما فى الثلاثينات أو الأربعينات من العمر غالباً، ويؤدى التدخين إلى تفاقم المشكلة. وبعض الأطفال المصابين بهذا العيب الوراثى يصابون بتليف الكبد بسبب تجمع الإنزيم المعيب فى الكبد. ويقدر عدد المصابين بهذا الخلل الوراثى فى الولايات المتحدة بحوالى 100 ألف.
وقد أمكن فى السنوات الأخيرة تطوير أغنام عبر جينية تستطيع إنتاج إنزيم AT بوفرة، وبسعر رخيص حتى يكون متاحاً أمام المرضى الذين يحتاجون كميات كبيرة منه (حوالى 4 جم/الأسبوع أو 200 جم/السنة) يتعاطونها بالاستنشاق على هيئة أيروسول aerosol بنفس الطريقة التى يتعاطى بها مرضى الربو علاجهم.
2- بروتينات تجلط الدم Blood-clotting proteins : قام فريق من العلماء فى جامعة تايوان القومية عام 2002م بتطوير خنزيرة عبر جينية تنتج لبناً يحتوى على عامل التجلط البشرى التاسع Factor IX الذى يستخدم فى علاج مرضى سيولة الدم أو الهيموفيليا Hemophilia B . وفى عام 2003م قام فريق آخر بتطوير ماعز عبر جينية تنتج لبناً يحتوى على عامل التجلط البشرى الثامن Factor VIII الذى يستخدم فى علاج الهيموفيليا A، واستخدم العلماء طريقة الحقن المجهرى Microinjection لإدخال الجينات البشرية فى انوية البويضات المخصبة فى الخنازير أو الماعز بنسبة نجاح وصلت إلى 20%.
ومن المعروف أن عوامل تجلط الدم (الثامن والتاسع) التى تستخدم لعلاج مرضى الهيموفيليا يتم استخلاصها من بلازما الدم، وتكون أسعارها مرتفعة لأن تركيزها فى الدم محدود، بالإضافة إلى صعوبة استخلاصها وتنقيتها. وتتكلف الجرعة أو الحقنة الواحدة حاليا أكثر من 900 دولار فى تايوان أما إذا استخلصت من ألبان الحيوانات العبر جينية فى المستقبل فيمكن أن تتكلف دولار واحداً ، هذا ما يتنبأ به الدكتور شينج فى تايوان .
3- هرمون النمو البشرى: فى يناير 2002م تمكنت شركة بايوسايدس Bio Sidus للبيوتكنولوجيا بالأرجنتين من تطوير بقرتين أسمتهما بامبا منسا 2، 3 (Pampa Mansa II & III) يمكنهما إفراز هرمون النمو البشرى hGH فى ألبانهما. وقال المتحدث باسم الشركة فانيسا باراكوا أن الهرمون الذى تنتجه البقرة الواحدة يكفى لسد حاجة الأرجنتين كلها -يوجد بها حوالى ألف طفل يحتاجون هذا العلاج- وقال إن الشركة أنفقت حتى الآن حوالى 4 ملايين دولار من المبلغ المتوقع إنفاقه وهو 6-7 ملايين دولار. وأضاف بأن احتياجات الأرجنتين من الهرمون تقدر بحوالى 7 ملايين دولار، بينما الاحتياجات العالمية تبلغ واحد بليون دولار، وأن شركته هى الوحيدة على مستوى العالم حتى الآن (فبراير 2004 تاريخ نشر الخبر) التى تنتج هذا الهرمون من الأبقار المعدلة وراثيا، إلا أن الهرمون ينتج بطرق بيوتكنولوجية أخرى فى مناطق عدة من العالم. وقد قامت الشركة بتصديره حديثا إلى البرازيل بعد توقيع عقد بمبلغ 8 ملايين دولار مع ساوباولو. وقامت الشركة أيضا باستنساخ 17 بقرة وتزمع التوسع فى إنتاج بروتينات علاجية أخرى بنفس الطريقة مثل الأنسولين لعلاج السكر، ومنشط البلازمونوجين لعلاج النوبات القلبية. وقد قصدت أن انشر أخبار الشركة وأهدافها بشئ من التفصيل حتى يدرك القارئ حجم الاستثمارات التى يتم إنفاقها على مثل هذه المشاريع والعائد من وراء ذلك.

أما الطريقة التى اتبعتها الشركة لنقل الجين الذى يشفر لهرمون النمو البشرى فتتلخص فى الآتى :
- أخذ خلايا تسمى Fibroblastic cells من أجنة الأبقار ويدمج بها الجين المرغوب .
- تؤخذ أنوية الخلايا (المعدلة جينياً) وتنقل إلى سيتوبلازم بويضات خالية من الأنوية .
- تنقل هذه الأجنة المعدلة جينياً وتزرع فى عجلات من نوع الأبردين أنجس (أو أى نوع آخر) .
- يعمل كولونات أو نسخ أخرى من العجلات الناتجة بأخذ خلايا جسمية Somatic cells من أى مكان مثل الأذن أو الضرع ..الخ، وتستنسخ بطريقة النعجة دوللى .
4- اللاكتوفيرين Lactoferrin : بروتين يحتوى على حديد ويوجد فى لبن الأم ويفيد فى حماية الرضيع من العدوى بعدد كبير من الأمراض، ويقع ضمن مضادات الأكسدة Antioxidants. وقد جذب هذا البروتين انتباه كثير من الباحثين نظراً لخواصه المناعية الفريدة ومقاومته للعدوى الفيروسية والميكروبية والفطرية.
واللاكتوفيرين يقع ضمن بروتينات الشرش، وهى بروتينات معقدة تتألف من مجموعة من الببتيدات الصغيرة، ويوجد بنسبة 0.5-1% من بروتين الشرش المستخلص من اللبن البقرى، بينما تبلغ نسبته فى بروتين الشرش المستخلص من لبن الأمهات حوالى 15%، ويعتقد كثير من الباحثين أنه المسئول عن قدرة الأطفال الذين يرضعون من صدور أمهاتهم على مقاومة العدوى بمختلف أنواعها موازنة بأقرانهم الذين يرضعون اللبن المجهز صناعيا لتغذية الأطفال – الفورميولا Formula.
وفى عام 1990 أنتجت الشركة الكندية GenPharm ثوراً عبر جينى يحتوى على الجينات البشرية التى تشفر لبروتين اللاكتوفيرين. وعندما يتزاوج هذا الثور، فإنه سيمرر هذه الجينات إلى "بناته" وبعد أن يصلن إلى تمام النضج فالحمل ثم الولادة فإنهن سينتجن لبناً يحتوى على اللاكتوفيرين البشرى. وبالمثل، استطاع العالم Berkel وآخرون عام 2002م تكوين أبقار عبر جينية أنتجت أيضا اللاكتوفيرين فى ألبانها.
5- الليزوزيم :Lysozymeهو الموجود فى اللبن البشرى ويعادل 3000 ضعف الموجود فى اللبن البقرى، وتؤدى إضافة الجينات التى تشفر لليزوزيم واللاكتوفيرين البشريين إلى جينات الأبقار إلى تحسين الخواص التعقيمية أى المضادة للبكتيريا فى اللبن المنتج، وبالتالى تقليل قدرته على نقل الأمراض. بالإضافة إلى أن زيادة تركيز هذين البروتينين فى اللبن يؤدى إلى زيادة مقاومة الأبقار لعدوى التهاب الضرع Mastitis .
6- ألفا لاكتالبيومين : a-lactalbminاستطاع العلماء أيضا (Eyestone, 1999) تطوير أبقار عبر جينية تنتج هذا البروتين بكميات أكبر من المعتاد. ومن المعروف أن هذا البروتين يوجد فى لبن الأم (المرأة) وفى اللبن البقرى أيضاً ولكن بنسبة أقل. وإليه يعزى الفرق بين النوعين فى تركيب الأحماض الأمينية، فالأول غنى بمحتواه من التربتوفان والسيستئين والمثيونين موازنة بالثانى. والتربتوفان بوجه خاص هو الذى يعطى للاكتوفيرين هذه الأهمية لكثرة تواجده فيه (5 جم/100جم بروتين). وهو مهم جداً للجسم لأنه يدخل فى تركيب بعض النواقل أو المرسلات العصبية الهامة مثل السيروتونين Serotonin بالإضافة إلى أهميته فى تخليق حمض النيكوتينيك (فيتامين B3) وهرمون الميلاتونين، ويلعب دوراً فى تنظيم الشهية وفى دورة النوم والاستيقاظ. لذلك فإنه لكى نصنع تركيبة تجارية أو فورميولا للأطفال من اللبن البقرى بحيث تكون مشابهة لتركيب لبن الأم فإننا يجب أن نضيف المزيد من الفالاكتالبيومين، ولايتأتى ذلك الا بالحصول عليه من مصدر رخيص نسبيا، ألا وهو لبن الأبقار العبر جينية.
7- حرير العنكبوت Spider silk protein : البداية كانت فى جامعة وسكنسون Wisconsin بالولايات المتحدة، حينما اكتشفوا أن هناك نوعاً من العناكب يعرف بالأورب ويفر ينتج مادة حريرية فائقة القوة Ultra-strong material تتحمل 400 ألف باوند/بوصة المربعة دون أن تقطع. والأنسجة المصنوعة من هذه الألياف يمكن استخدامها فى أغراض كثيرة، مثل صناعة الستر الواقية من الرصاص، صناعة بعض مكونات السيارات والطائرات وسفن الفضاء، وصناعة خيوط فائقة القوة وفى نفس الوقت قابلة للتحلل Strong & Degradable تستخدم فى العمليات الجراحية. وهذه الخيوط الحريرية القوية عبارة عن بروتين ينتج من غدد فى العنكبوت تسمى غدد الحرير Spider's silk glands، وهى تشبه الغدد الثديية بضرع الماعز. وتشريحياً تتكون الغدتان (فى العنكبوت وفى الماعز) من خلايا طلائية Epithelial cells تنتج وتفرز كميات كبيرة من البروتين الذائب فى الماء.

تساءل العلماء فى شركة نيكسيا الكندية للبيوتكنولوجيا ماذا لو تقابلت هذه العنكبوت مع العنزة الحلابة ؟!
وكانت الإجابة: عندما تلتقى العنكبوت مع العنزة فإنها تنتج فى لبنها نوعاً فريداً من البروتين، يمكن استخلاصه وتحويله إلى ألياف حريرية قوية تعرف بالحرير البيوفولاذى Bio-steel ، وعلى الفور قام العلماء فى هذه الشركة بحقن جين العنكبوت فى بويضة عنزة مخصبة حديثاً، وبعد تطور الجنين ونموه إلى حيوان كامل، أصبح هذا الجين العنكبوتى واحداً من 70 ألف جين تحتويها خلايا العنزة. ويتم تنشيط جين العنكبوت فى العنزة أثناء الحليب، ويتم إغلاقه عند توقف الحليب، وتكون النتيجة أن العنزة الواحدة المحورة وراثياً تستطيع إنتاج 5 جم من بروتين الحرير فى كل لتر من اللبن تقوم بإنتاجه، وهى فى العادة تستطيع إنتاج لتراً ونصف من اللبن يوميا.
وفعلاً تحول الحلم إلى حقيقة، وأعلنت الشركة فى عام 2000م عن ولادة اثنتين من إناث الماعز أطلقوا عليهما اسم BioSteel-goats أى الماعز البيوحديدية يحتويان فى جيناتهما جينات العنكبوت التى تشفر (تكود) لإنتاج بروتين الحرير، ويتم استخلاصه بعد ذلك من لبن الماعز وتحويله إلى حرير. وقد يتساءل البعض : لماذا لا يتم تطعيم النباتات بجينات العنكبوت بدلاً من الماعز فالنباتات سريعة النمو والتكاثر وتصلح للإنتاج التجارى؟ هذا ما حدث فعلا، فقد تعاونت شركة نكسيا مع معهد وراثة النبات ومعهد أبحاث المحاصيل بألمانيا وأعلنوا أنهم استطاعوا إنتاج حرير العنكبوت فى أوراق نبات التبغ وفى درنات البطاطس.
ولا يفوتنا وقد تكلمنا عن خيوط العنكبوت أن نشير إلى الآية الكريمة ) ...وَإِنَّ أَوْهَنَ الْبُيُوتِ لَبَيْتُ الْعَنْكَبُوتِ لَوْ كَانُوا يَعْلَمُونَ( (1). فقد يعتقد البعض أن هناك تعارض بين ما اكتشفه العلماء حديثاً، وما ذكره الله فى كتابه الكريم، والحقيقة أنه لا يوجد أى تعارض لأن القوة الميكانيكية تقاس بمقدار أقصى حمولة يمكن أن تقع على وحدة المساحة (أى كجم/سم2 مثلا)، وفى هذه الحالة تعتبر خيوط العنكبوت أقوى من خيوط الفولاذ بشرط أن يكون السمك أو القطر متساو، ومعروف أن خيوط العنكبوت الطبيعية رفيعة جداً جداً – أصغر شئ يمكن أن تراه العين المجردة، أرفع عشرات المرات من شعر الرأس فى الإنسان. إذن فهى ضعيفة إذا لم تتجمع ويزداد قطرها، فالصلابة التى نتحدث عنها بالتعريف العلمى هى خاصية واحدة من الخصائص التى تقاس بها متانة الألياف.
ولعلنا نتذكر جميعاً دهشتنا ونحن تلاميذ صغار عندما سمعنا أن الماس (الذى يصنع منه المجوهرات) أصلد من الحديد، والدليل على ذلك أنه يستخدم فى قطع الزجاج، مع أن الماس يتكون من ذرات الكربون التى تتكون منها المادة العضوية، والحديد وصفه المولى عز وجل بقوله )...وَأَنْزَلْنَا الْحَدِيدَ فِيهِ بَأْسٌ شَدِيدٌ وَمَنَافِعُ لِلنَّاسِ...((2).
إذن التفوق فى خاصية أو صفة واحدة ليس معناها التفوق فى جميع الصفات الأخرى. فإذا أردت مثلاً أن تصنع ساتراً لوقايتك من طلقات الرصاص أيهما تستخدم؟ الماس أم الحديد، بصرف النظر عن السعر؟ ثم إن طريقة البناء لها تأثير كبير على المتانة والقوة. فمثلاً الماس يتكون من ذرات كربون، وكذلك الجرافيت الذى يصنع منه أقلام الكتابة (الرصاص) والفرق بينهما يرجع فقط إلى طريقة بناء الذرات وتماسكها، كذلك الحال فى بيت العنكبوت لا يعتمد فقط على المادة المستخدمة فى البناء، وإنما يعتمد أيضاً على طريقة البناء، والعنكبوت لا تريد أن تبنى بيتاً لوقايتها من طلقات الرصاص، وإنما تريد بيتاً يحقق له هدف معين.. اصطياد الحشرات الضعيفة مثل الذباب والبعوض والنمل وغيرها، ثم إن العنكبوت عندما تبنى بيتها فإنه لا يستخدم الضغط والحرارة وغيرهما من الطرق التى تستخدم فى الصناعة الحديثة عند صناعة الحرير من شرانق دودة القز مثلاً، وإنما يستخدم قدرتها الفطرية التى وهبها له الخالق عز وجل.
وأخيراً فان الخالق جل شأنه لم يخلق نوعاً واحداً من العناكب، وإنما ما عرفه الإنسان منها حتى الآن يزيد عن الـ 37 ألف نوع، بينها من الاختلافات مالا يعد ولا يحصى، كل يتكيف مع البيئة التى يعيش فيها، فمنها مثلاً من لا يبنى بيوتاً على الإطلاق ويعتمد على نفسه فى الصيد، ومنها من يبنى بيتا من النوع الشبكى أو القمعى أو الغير منتظم …الخ.
ومازال الإنسان فى وقتنا هذا رغم التقدم الهائل والثورات العلمية والمعلوماتية يحاول أن يقلد العنكبوت ويتساءل كيف تنسج العنكبوت بيتها، إن طريقتها أفضل من الطرق التى تستخدمها المصانع الحديثة، هذا ما يقوله الإنجليز برغم تفوقهم فى صناعة النسيج، وفعلاً قام أحد العلماء بجامعة أكسفورد البريطانية هو الدكتور ديفيد نايت بإنشاء شركة لنسج الخيوط بطريقة العنكبوت، ويقول أنه قد اختبر الخيوط الحريرية التى يفرزها العنكبوت، ويريد أيضاً اختبار حرير العنكبوت المأخوذ من لبن الماعز العبر جينية.
8- الدجاجة التى تبيض ذهبا هل تصبح حقيقة؟! : هل سيأتى يوماً نشترى فيه بيضة أو بيضتين من الصيدلية بتوصية من الطبيب؟
تمكن العلماء حديثا من تكوين دجاج عبر جينى يضع بيضاً يحتوى على بروتينات غريبة، فيما يمكن اعتباره خطوة مهمة نحو تحقيق الهدف الأساسى، وهو إنتاج مركبات صيدلانية فى البيض. ومن الجدير بالذكر أن إنتاج الأدوية من الدجاج العبر جينى فى بياض البيضة له من المميزات مالا يتوفر فى غيره من المنتجات الحيوانية كاللبن مثلاً، ومن أهم هذه المميزات :
- أن التناسل فى الدجاج سريع بمعنى أن الدجاجة تستطيع أن تكثر من نسلها فى فترة زمنية قصيرة لأن فترة الجيل Generation period فى الدجاج تبلغ حوالى ستة أشهر، أقصر بكثير من فترة الجيل بالنسبة لحيوانات المزرعة الأخرى، فالماعز مثلاً تحتاج حوالى 18 شهراً من بداية تكوين الجنين العبر جينى إلى أن تصبح عنزة حلابة تستطيع إدرار اللبن الذى يحتوى على العقار المطلوب .
- يتميز الدجاج بغزارة إنتاجه من البروتين، فالدجاجة الواحدة تبيض حوالى 300-330 بيضة فى العام، يحتوى كل منها على حوالى 6.5 جم بروتين (فى البياض والصفار) أى أنها تنتج أكثر من 2 كجم بروتين سنوياً.
- أن بياض البيض أقل تعقيداً من الناحية الكيماوية من اللبن، ويمكن استخلاص البروتين منه بسهولة ويسر .
استطاع أليكس هارفى Alex Harvey وزملاؤه فى جامعة جورجيا الأمريكية ايلاج الجين الذى يشفر للإنزيم البكتيرى بيتا-لاكتاميز Beta-lactamase فى أجنة كتاكيت اللجهورن الأبيض، باستخدام الفيروسات كحوامل للجين. وقد أسفرت التجربة عن استجابة 2% فقط من الأجنة للجين المحقون بمعنى أن 2% فقط من الأجنة هى التى أنتجت الإنزيم فى بعض خلاياها. وكانت الخطوة التالية هى المزاوجة بين الدجاجات والديوك الذين اكتشف إنزيم البيتا-لاكتاميز فى خلاياهم التناسلية (البويضات والحيوانات المنوية)، النسل الناتج من هذا التزاوج وجد أنه يحتوى على نسخ من الجين فى جميع خلاياه، والإناث منه تضع بيضاً يحتوى على كميات محددة -رغم ضآلتها- من الإنزيم المذكور.
وقد ذكر الباحثون فى تقريرهم (Nature Biotechnology,April 2002) أن الجين المنقول ظل ثابتاً فى الدجاج، وأن كل دجاجة استمرت فى وضع البيض الذى يحتوى على الإنزيم لمدة 16 شهراً على الأقل، وأن الجين المنقول ظل فعالاً لمدة تزيد عن أربعة أجيال من الدجاج. روبرت اتشيس Robert Etches أخصائى وراثة الطيور بكاليفورنيا علق على هذه النتائج بقوله إن مجرد وجود البروتين الغريب فى البيض يعتبر نتيجة طيبة، ولكن الأخبار السيئة هى إفرازه بكميات ضئيلة. لذلك فإنه ينصح بالعمل فى المستقبل على زيادة تركيز البروتينات الغريبة –المرغوبة- فى بياض البيض، باستخدام طرق بيوتكنولوجية متقدمة. وذكر Etches مشكلة أخرى هى أن الفيروس المستخدم فى نقل الجين المذكور ودمجه فى جينومات الكتاكيت يمكنه فقط إدخال الجينات الصغيرة من أمثال البيتا-لاكتاميز، أما الجينات الكبيرة التى تبلغ 10 أضعاف هذا الجين فى الحجم فلا يستطيع نقلها، وهذه مشكلة لأن معظم الجينات المفيدة من النوع الكبير.
والخلاصة، أنه بالرغم من أن إنزيم البيتا-لاكتاميز فى حد ذاته ليس له قيمة علاجية أو تطبيقية إلا أن التجربة أثبتت صحة المفهوم، ومهدت الطريق نحو إنتاج المركبات العلاجية المفيدة فى بيض الدجاج حتى نستطيع أن نقول أن الدجاج أصبح فعلاً يبيض ذهباً، وأن الحلم قد تحول إلى حقيقة.
جـ- زيادة قدرة الحيوانات على مقاومة المرض :
تسبب الأمراض خسائر كبيرة فى قطعان الحيوانات خاصة تلك التى تربى تحت ظروف الزراعة الكثيفة، وينطبق هذا ليس فقط على مجموعة الأمراض التى انتشرت فى الآونة الأخيرة مثل جنون البقر BSE، مرض القدم والفم، أنفلونزا الطيور، وأيضاً على الأمراض التقليدية القديمة من الناحية النظرية على الأقل، فإن هناك عدداً من الوسائل البيوتكنولوجية التى يمكن بها القضاء على هذه الأمراض (Niemann et al. 1996) :
- تحسين قدرة الجهاز المناعى فى الحيوان على مقاومة المرض.
- التحصين المناعى للحيوان Immunization.
- نقل الجينات الخاصة بمقاومة المرض للحيوان.
- إزالة الجينات التى ربما تسبب إصابة الحيوان بالمرض.
أجريت محاولات لنقل جينات الأجسام المناعية Immunoglobulins إلى الخنازير والأغنام (Lo et al. 1991, Weidle et al. 1991) لكى تعطى الحيوانات مناعة ضد العدوى بالبكتيريا، ولكن هذه المحاولات باءت بالفشل. وبالمثل حاول مولر وآخرون
(Muller et al. 1992) نقل جينات إلى الخنازير لتكسبهم مناعة ضد فيروس الأنفلونزا، ولكن كان الفشل من نصيبهم أيضاً. وفى الأغنام حاول ديننج وآخرون (Denning et al. 2001) التوصل إلى سلالات من الأغنام مقاومة للبريونات التى تسبب الاسكرابى Scrapie، وهو مرض يصيب الجهاز العصبى فى الأغنام مشابه لجنون البقر BSE فى الماشية.
التهاب الضرع Mastitis فى الماشية كان له نصيب أيضا من هذه التجارب، ومن المعروف أنه ينشأ نتيجة تلوث الضرع بالبكتيريا غالبا من نوع Staph. Aureus، ويتسبب فى خسائر اقتصادية فادحة فى قطاع الألبان.. حاول الباحثون التوصل إلى أبقار عبر جينية لها القدرة على مقاومة المرض، ولكنهم لم ينجحوا حتى الآن إلا مع الفئران، فقد استطاع كير وآخرون (Kerr et al. 2001) أن ينقل تركيبة جينية إلى الفئران مكنتهم من إنتاج المضاد البكتيرى Lysostaphin، وعلى أية حال يمكن اعتبار هذه التجربة بمثابة المقدمة التمهيدية لتكوين أبقار عبر جينية تتمتع بنفس الخاصية.
وبالنسبة للدواجن، أجريت تجارب (Salter & Crittenden, 1989) تهدف إلى تكوين كتاكيت عبر جينية مقاومة لفيروس الليوكوزز Leucosis، ومن المعروف أن هذا المرض–يطلق عليه سرطان الطيور- من أكثر الأمراض شيوعاً فى الدواجن.
وتجدر الإشارة إلى أن الأنواع المحلية من الحيوانات Indigenous breeds أكثر قدرة من غيرها على مقاومة الأمراض المتوطنة فى المنطقة التى تعيش فيها، لذلك فإنه من الضرورى المحافظة على هذه الأنواع