بیوتکنولوژی دریایی

بیوتکنولوژی دریایی و اهمیت آن

دریاها و اقیانوس ها بیش از 70 درصد سطح زمین را تشکیل می‌دهند و از طرفی بیشتر از80 درصد موجودات زنده فقط در اکوسیستم‌های آبی وجود دارند، بنابراین  اقیانوس ها بزرگترین منبع حیات در کره زمین به شمار می‌آیند. دریاها و اقیانوس ها به عنوان یک منبع غنی از تنوع بیولوژیکی و شیمیایی نیز مطرح می‌باشند. این تنوع شامل ترکیبات شیمیایی خاص جهت تولیدات صنعتی و پزشکی ،لوازم آرایشی، منابع غذایی ،شناساگرهای ملکولی ،آنزیم ها و مواد مورد استفاده در کشاورزی و شیلات می‌باشد.

در حقیقت بخش اعظمی از موجودات دریایی (بخصوص میکروارگانیسمها) هنوز ناشناخته باقی مانده که به تدریج در حال شناسایی می‌باشند حتی در مورد موجودات زنده شناخته شده نیز اطلاعات کافی و کارا جهت بهره برداری از آنها بدست نیامده است و این در حالیست که هزاران ترکیب شیمیایی خاص تنها از تعداد کمی از این موجودات بدست آمده است.

از آنجائیکه با استفاده از تکنیک‌های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی می‌توان نسبت به تولید محصولات صنعتی ،پزشکی ،کشاورزی و غیره با کیفیت و کمیت بهتر و قیمت ارزانتر اقدام نمود، و از طرفی دریاها از پتانسیل زیادی در این زمینه برخوردار می‌باشند، استفاده از روشهای بیوتکنولوژی می‌تواند نیاز‌های زیادی را برطرف نماید.

 به دلایل ذیل استفاده از علم بیو تکنولوژی و مهندسی ژنیتک در دریاها اهمیت زیادی دارد :

1- با توجه به ایتکه حیات از دریاها و اقیانوسها سرچشمه گرفته و بخش اعظمی از موجودات زنده در دریاها وجود دارند بنابراین دریاها یکی از منابع عظیم ذخایر ژنتیکی بشمار می‌روند.

2- دریاها ،دارای طیف وسیعی از شرایط محیطی می‌باشند این شرایط شامل تغییرات دمایی زیاد ( از آب‌های سرد قطبی 20- درجه سانتی گراد تا آب‌های گرم)، فشار زیاد در اعماق اقیانوس ها ،کمبود نور، غلظت بالای نمک  می‌باشد، بنابراین سازگاری موجودات دریایی با شرایط فوق منجر به ایجاد ساختارها و مسیر‌های متابولیکی، مکانیسم‌های دفاعی و سیستم‌های تکثیر منحصر به فردی در آنان شده است که مورد هدف علم بیو تکنولوژی می‌باشد.

 فواید حاصل از بیوتکنولوژی دریایی

با کمک بیو تکنولوژی می‌توان از موجودات دریایی مانند جلبک ها، باکتری ها، اسفنج ها، ماهی‌ها و مرجان ها به طور مستقیم و یا غیر مستقیم استفاده نمود که مهمترین فواید آن عبارتنداز :

  1 ) تولید فراورده‌های جدید و اصلاح شده و محصولات صنعتی

  2 ) ایجاد تکنیک‌های جدید جهت حفاظت و مدیریت اکوسیستم‌های آبی

  3 ) شیلات و پرورش آبزیان بصورت پایدار و مطمئن

 4 ) تشخیص سریع بیماری‌های آبزیان و حفظ سلامتی منابع غذایی دریایی

در ذیل برخی از موجودات دریایی که بیشتر مورد هدف در بیوتکنولوژی دریایی میباشند معرفی میگردند.

 جلبک ها

جلبک‌های دریایی از جمله موجودات مهم دریایی هستند که بصورت مستقیم و غیر مستقیم در تغذیه انسان و تولید مواد شیمیایی مختلف بکار می‌روند. اینها در اعماق دریاها ( تا عمق 250 متری ) رشد می‌کنند و به 12 گروه و 30 کلاس مختلف طبقه بندی می‌شوند..

جلبک ها بر اساس رنگدانه‌های موجود به سه گروه قهوه ای ،سبز و قرمز تقسیم می‌شوند. تنوع بیولوژیکی موجود در جلبک ها ،امکان تولید طیف وسیعی از فراورده‌های بیولوژیک را فراهم آورده است که برخی از آن ها در حال حاضر در مقیاس وسیع تولید می‌شوند. جلبکها در زمینه‌های مختلفی از جمله تغذیه انسان، تولید مواد آرایشی، افزودنیهای غذای دام و غیره مورد استفاده قرارمی گیرند.

از آنجائیکه جلبک ها حاوی مقادیر کمی پروتئین، تمامی اسید‌های آمینه ضروری ،ویتامین ها ،مواد معدنی واسید‌های چرب غیر اشباع با چند پیوند دوگانه ( مانند اراشیدونیک اسید ) می‌باشد از آن ها به عنوان غذای مکمل در رژیم غذایی در آبزی پروری برای تغذیه توتیای دریایی ،آمالون (نوعی صدف دریایی )و ماهی استفاده می‌گردد. با توجه به اینکه جلبکها غنی از مواد معدنی و ویتامین می‌باشند این مسئله موجب گردیده که از آنها در رژیم غذایی انسان و یا برای مصارف دارویی استفاده گردد. ترکیباتی مانند لامینارین و فوکوایدان ها می‌توانند به عنوان داروی ضد تومور، ،محافظ بدن در برابر تشعشعات خطرناک ،کاهش دهنده سطح کلسترول خون ،کمک به بهبود زخم ها ،کاهش التهاب ،ضد حساسیت ،تعدیل کننده سیستم ایمنی و افزایش دهنده مقاومت بدن در برابر باکتری ها و ویروس ها و جلوگیری از عفونت‌های فرصت طلب بکار روند.

از مواد استخراج شده از جلبک ها می‌توان به عصاره‌های برگرفته از برخی از جلبک‌های قرمز اشاره کرد که در درمان عوارض ناشی از جایگزینی استخوان و کاهش سلولیت بکار می‌رود.

 محققان ژاپنی روش‌های خاصی برای تغییر یک جلبک دریایی به منظور تولید مقادیر زیاد آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز ابداع کرده اند که در پزشکی و تولید مواد آرایشی و غذایی کاربرد دارد. همچنین هالو پرو اکسیدازها از ترکیبات مهمی بوده که واکنش هالوژنه شدن متابولیت ها را کاتالیز می‌کند و از جلبک‌های دریایی بدست می‌آیند. این دانش ،فرایند مهمی در صنایع شیمیایی محسوب می‌گردد.

 آلژینادتها، آگارها و کاراجینن ها نمونه ای از بیو پلیمرها و هیدروکلوئیدها هستند که از جلبکهای دریایی بدست می‌آیند. این مواد بعنوان مواد قوام دهنده بکار می‌روند و در تولید مواد آرایشی، دارویی، حفاظت کننده مخاط، ضد انعقاد و ضد ویروس کاربرد دارند.

 باکتری ها

باکتری‌های دریایی نیز منبع با ارزشی برای تولید مواد شیمیایی و آنزیم‌های مختلف می‌باشند. از آنجائیکه باکتریهای دریایی در درصد بالایی از نمک زندگی می‌کنند آنزیم هایی از آن ها استخراج شده است که کاربرد صنعتی دارد. پروتئاز‌های تولید شده در برخی از این باکتری ها در شوینده ها و پاک کننده‌ها بکار می‌رود. به عنوان مثال گونه‌های ویبریو، پروتئازهای خارج سلولی تولید می‌کنند که این خصوصیت را دارا می‌باشد.ویبریو آلژنیولیتیکوس 6 نوع پروتئاز ایجاد می‌کند که یکی از آن ها به شوینده ها مقاوم می‌باشد. همچنین از این باکتری آنزیم کولاژناز تولید شده که مصرف صنعتی و تجاری زیادی داشته و برای جداسازی سلول ها از یکدیگر در مطالعات کشت سلولی بکار می‌رود.

آرکئو باکتری ها (باکتری‌های باستانی) باکتریهای گرما دوست می‌باشند. این ها در درجه حرارت 100 درجه سانتی گراد نیز می‌توانند زندگی کنند. این باکتری ها در چشمه‌های آب گرم ،دستگاه گوارش حیوانات ،محیط‌های شور مانند دریاچه‌های نمک و غیره وجود دارند. این باکتری ها دارای سیستم آنزیمی خاصی بوده که در درجه حرارت بالا فعال می‌باشد.از این باکتری ها آنزیم‌های مقاوم به درجه حرارت مانند پلیمرازهای مقاوم به حرارت، لیگازها و آندو نوکلئازها بدست آمده است. این آنزیمها بخصوص DNA پلیمراز مقاوم به حرارت نقش مهمی در فرایند واکنش زنجیره ای پلیمراز( PCR ) بازی می‌کند.  روش (PCR) کاربردهای وسیعی در پزشکی و صنعت دارد. ژن تولیدکننده این باکتری قابلیت کلونینگ را دارد.

 سیانو باکتریها نیز از منابع مهم تولید متابولیت‌های ثانویه دریایی می‌باشند. بسیاری از متابولیت‌های تولید شده دارای خاصیت سایتوتوکسیستی حاد مانند آپراتوکسین (Apratoxin) و یا فعالیت نوروتوکسینی اختصاصی مانندKalkilatoxin)  و Antillatoxin ) یا خاصیت ضد سرطانی مانند (Dolastatin و Cutacia ) می‌باشند.. از سیانو باکتری ها و سیانوفاژها به عنوان مدل‌های شناسایی عکس العمل بین باکتری ها و فاژ ها استفاده می‌گردد.

در کنار باکتری ها ،ویروس‌های دریایی نیز شناسایی شدند که نقشی کلیدی در تنظیم توده میکروبی و تولیدات باکتریایی دارند. البته در خصوص نقش ویروس‌های دریایی بر ساختمان جمعیت‌های میکروبی ،تنوع ژنتیکی و تکامل ژنی، تحقیقات کمتری انجام شده است.

  اسفنج‌های دریایی

اسفنج‌های دریایی منبع غنی از متابولیت‌های ثانویه می‌باشند. بیش از 12000 نوع ترکیب از منابع دریایی جدا شده اند که بسیاری از آن ها مربوط به اسفنج ها می‌باشد. این موجودات پروتئین ها و متابولیت‌های ثانویه ضد باکتری تولید می‌کنند. ژن‌های تولید کننده این مواد در اسفنج ها قابلیت کلونینگ را دارند. از اسفنج‌های دریایی ترکیباتی مانند اسفنگوآدنوزین و سیتارابین بدست آمده است که خواص ضدویروسی و ضدسرطانی دارند، برخی نیز به عنوان شناساگرهای ملکولی (مهارکننده فسفولیپاز A2) بکار می‌روند.

همچنین از اسفنج‌های دریایی برای تولید نانو ساختارها الگو برداری شده است. یکی از اهداف دائمی فناوری نانو ،خلق ساده وارزان مواد در مقیاس کم و با کارایی بالا می‌باشد. محققان دانشگاه Santa Barbara با استفاده از اسفنج‌های دریایی موفق به ابداع روشی برای سنتز مواد نیمه هادی با ساختارهای مفید و خواص الکترونی جدید شده اند که این مواد در باتری‌های پر قدرت و یا پیل‌های خورشیدی با بازده بالا و قیمت پائین کاربرد دارد. اسفنج ها اسکلت‌های پیچیده شیشه ای را که  Spicules نام دارد و از فیبر‌های شیشه ای استوانه ای شکل بدست می‌آید تولید می‌کنند. ژن کنترل کننده تولید ساختار شیشه ای توسط آنزیمی فعال می‌شود که هم نقش تعیین کننده الگو برای ساختار شیشه ای را برعهده دارد و هم به عنوان کاتالیست جهت تسریع تشکیل این ساختار سوزنی شکل عمل می‌کند.با توسعه این روش نه تنها ساختار‌های سوزنی شیشه ای تولید شده بلکه مواد نیم هادی نیز تولید نموده اند که قابل استفاده در ادوات الکترونیکی می‌باشد. این ژن قابلیت کلونینگ در باکتری را دارد. (مکانیزم‌های مورد استفاده توسط دیاتومه‌های دریایی ،نرم تنان و دیگر بی مهرگان دریایی نیز،جهت ایجاد ساختارهای معدنی پیچیده در مقیاس نانو مورد توجه قرار گرفته اند).

 تولید فراورده‌های جدید و اصلاح شده  

همانطوریکه گفته شد یکی از فواید حاصل از بیوتکنولوژی دریایی تولید فرآورده‌های جدید می‌باشد. میکروارگانیسمهای دریایی منبع غنی از ژنهایی هستند که می‌توان از آنها برای تولید داروها و فرآورده‌های بیولوژیک جدید و دسترسی به اهداف دیگر مانند مانیتورینگ استفاده کرد. تاکنون  محصولات زیادی از موجودات دریایی بدست آمده است. ترکیبات دارويی،آنزیم ها، مواد ملکولی بیولوژیک، شناساگرها،آفت کش‌های زیستی و تولید بیوماس جهت تولید انرژی.

 اکثر این فرآورده ها مانند ترکیبات هالوژنه( ترکیبات برم و ید) می‌باشند و نمی توان مشابه آن را از موجودات خشکی بدست آورد.

یکی از این فرآورده ها، مواد دارویی و آرایشی می‌باشد. تولیدات داروئی بی مهرگان دریایی ،جلبک ها و باکتری ها نسبت به موجودات خشکی زی متنوع تر می‌باشد. تاکنون بیش از 2000 ترکیب که خواص آنتی بیوتیکی، ضد سرطانی و ضد مالاریایی دارند با استفاده از بیوتکنولوژی از این موجودات بدست آمده اند. برخی از داروهای ضد سرطان مانند (برایوستانینها، دیسکودرمولاید، الیو تروبین و سارکودیکتین)، داروهای ضد حساسیت مانند (سودوپتروسین ها، سایتونمین و مانوآلید)، آنتی بیوتیکها (مارینون) و ملانین ها که در ساخت صفحات خورشیدی و لنزهای چشمی بکار می‌روند، از این نمونه می‌باشند.علاوه براین نوعی نورتوکسین که از یک نوع حلزون دریایی تولید می‌شود خاصیت ضد دردی تا 10 هزار برابر موثرتر از مرفین را دارد و فاقد اثرات جانبی می‌باشد. از نوعی خرچنگ (Horsesho e Crab ) هم ماده ای استخراج کرده اند که با لیپوپلی ساکارید(LPS) باکتری‌های گرم منفی واکنش داده که در تشخیص عفونت‌های اولیه در انسان بکار می‌رود.تولید برخی از قارچ کش ها و آنتی بیوتیک هایی که به مرور در بدن آزاد می‌شوند و تولید افزودنیهای غذایی مانند پپتیدهای آنتی اکسیدان که از ماهیچه میگو جدا سازی شده اند از نمونه‌های دیگر می‌باشند.

همچنین از پوسته‌های سخت پوستان در یایی مانند میگو و خرچنگ، کیتین (یک نوع کربوهیدرات)که در صنایع دارویی کاربرد دارد بدست آمده است. برخی از ترکیبات دیگرحاصل ازاین موجودات در بهبود سریع زخم ها و جلوگیری از التهاب آن ها بکار می‌رود.

یکی دیگر از فرآورده‌های موجودات دریایی پلیمرهای زیستی و آنزیم‌های صنعتی می‌باشند.اغلب این مواد از جلبک ها و باکتری‌های دریایی استخراج می‌شوند. آلژیناتها، آگارها، DNA  پلیمراز مقاوم به حرارت و کلاژناز از این نمونه می‌باشند.

تحقیقات جدید نشان داده است که فرایندهای بیوشیمیایی دریایی می‌توانند جهت تولید مواد زیستی جدید مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال گروه خاصی از پلیمرهایی که بطور  طبیعی قابل تجزیه هستند (پلاستیک‌های قابل تجزیه Green Plastics ) و مشکلات زیست محیطی کمتری ایجاد می‌کنند به بازار عرضه شده است. این مواد در ماتریس‌های آلی (پوسته حلزون دریایی )یافت می‌شود.

از مواد زیستی دریایی جهت رفع گندیدگیهای زیستی بکار می‌رود.( معمولاً تشکیل کلنیهای باکتریایی همراه با لارو بی مهرگان و اسپور جلبکها بر سطوح منجر به تشکیل یک لایه لجنی سخت می‌شود).

موجودات دریایی بعنوان ردیابهای زیستی نیز مطرح می‌باشند، به عبارتی اینها مدل‌های مناسبی را جهت توسعه بیوسنسورها،کیت‌های تشخیصی، آبزی پروری و ردیابی محیطی بوجود آورده اند. برخی از اینها به عنوان کیت‌های تشخیص پاتوژن‌های انسانی موجود در غذا بکار می‌روند و درسالم سازی غذا موثر می‌باشند، برخی نیز به عنوان ردیاب‌های زیستی بکار رفته اند. به عنوان مثال گروهی از توده‌های جلبک‌های مضر دریایی و برخی از سموم تولید شده توسط انسان بوسیله ردیاب‌های زیستی قابل تشخیص می‌باشند. نمونه‌های دیگر از حسگرهای زیستی، آنزیم‌های درگیر در بیولومینسانس می‌باشند. ژن‌های LUX  که کد کننده این آنزیم ها هستند از باکتریهای دریایی (مانند Vibrio fisheri ) جدا شده اند که به برخی از گیاهان و باکتری‌های دیگر انتقال داده شده اند. ژن‌های LUX در یک توالی ژنی با اوپرون کد می‌شوند و تنها در شرایط محیطی خاص می‌توانند عمل نمایند. اگر این ژن در اوپرون درگیر و در تجزیه تولوئن درج شود ،هنگامیکه این باکتری در محیط تولوئن قرار گیرد بصورت زرد-سبز دیده شده که این بدین مفهوم است که باکتری در حال تجزیه کردن تولوئن است.

 نوع دیگری از ردیاب‌های زیستی ژن کاوشگر است که می‌تواند جهت شناسایی موجودات مفید و یا مضربکار رود. به عنوان مثال برای شناسایی پاتوژنهای انسانی در غذاهای دریایی ،آب‌های بازیافت شده، پاتوژن‌های ماهی در سیستم‌های آبزی پروری،ردیابی گروه‌های خاصی از ماهی در زمان مهاجرت از مکانی به مکان دیگر و یا تشخیص میکرو ارگانیسم‌های تجزیه کننده مواد شیمیایی بکار می‌رود. از جمله ژن‌های کاوشگر ژن GFP (نوعی پروتئین فلوروسنس ) می‌باشد که برای اولین بار درچتردریایی شناسایی شد و به عنوان یک ملکول فلورسنت حساس (TAG) جهت شناسایی وتعیین محل پروتئین‌های خاص در یک سلول بکار می‌رود. ازنشانگرهای ژنی اختصاصی، ژن‌های فتو سینتیک (ITS،BisCo،Ru و Psb) ،ژن کپسید ویروس (g2o) و ژن DNA پلیمراز برای شناسایی جمعیت‌های سیانوباکتری ها و سیانوفاژها بکار برده شده اند.

از موضوعات دیگری که در بیوتکنولوژی دریایی مطرح میباشد تولید انرژی با استفاده از بیوماس دریایی می‌باشد.

تقریبا 40 درصد از کل انرژی اولیه با فتوسنتز در دریاها ایجاد می‌شود. موجودات فتوسنتز کننده دریایی دی اکسید کربن را جذب نموده و با استفاده از نور خورشید به کربن آلی و اکسیژن تبدیل می‌کنند. میزان دی اکسید کربن اقیانوس ها 50 برابر دی اکسید کربن موجود در اتمسفر می‌باشد و بر آورد شده است که سالانه حدود 35 گیگا تن کربن به بیوماس دریایی تبدیل می‌شود. اما تا کنون به دلیل مقرون به صرفه نبودن آن با سایر فراورده‌های خشکی از این منبع عظیم سوخت به صورت تجاری برای تامین انرژی استفاده نشده است. اکنون با بهره گیری از روشی مبتنی بر بیوتکنولوژی ،نسبت به تولید بیشتر بیوماس و استفاده ارزانتر از آن اقدام گردیده است. این عمل به طرق زیر انجام می‌گیرد:

- تغییر ساختار مولکولی آنزیم Rubisco که در تثبیت Co2 و تبدیل آن به قند ها نقش دارد.

- اصلاح ترکیب شیمیایی بیوماس به منظور بهره برداری بهتر و استفاده از بیوماس جهت کاربردهای نوین به عنوان مثال، مهندسی میکرو جلبک‌های دریایی جهت تولیدلیپید بیشتر، با هدف فراهم آوردن منبعی از سوخت‌های جایگزینی که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر از منابع سنتی باشد.

- تبدیل بیوماس به اتانول و دیگر اشکال جایگزین انرژی و استوک‌های غذایی شیمیایی.

حفاظت اکوسیستم‌های آبی

ارزیابی دقیق گونه ای و بررسی تغییرپذیری موجودات، یکی از مهمترین کارها در زمینه ثبت تنوع میکروبی می‌باشد. با استفاده از آنالیزهای فیلوژنتیکی مولکولی می‌توان نسبت به بازیافت بیشتر میکرو ارگانیسم‌های دریایی اقدام نمود در حالیکه با استفاده از روش‌های استاندارد کشت سلولی تنها میتوان کمتر از یک دهم درصد از اینها را کشت داد. ژنهای کاوشگر را می‌توان بااستفاده از ابزارهای ملکولی از جمعیتهای میکروبی جداسازی کرد و ازآنها برای شناسایی سویه‌های مختلف استفاده نمود.

از میکرو ارگانیسم‌های دریایی برای پاکسازی محیط دریایی( Biroemediation)  از وجود لکه‌های نفتی نیز استفاده میگردد. ( بیش از 40 درصد آبهای ساحلی به دلیل آلودگی حتی برای شنا کردن مناسب نمیباشند). برخی از باکتریهای دریایی شناسایی شده‌اند که میتوانندهیدروکربنهای پلی آروماتیک ((PAH حاصل از سوختن چوب ،زغال و روغن را تجزیه نمایند ودر رفع آلودگی محیط نقش دارند.

میکرو ارگانیسم‌های دریایی ،اغلب مواد مفیدی را تولید می‌کنند که با محیط زیست سازگار می‌باشدپلیمرهای زیستی و سورفاکتانت‌های زیستی غیر سمی که در مدیریت و تصفیه زباله ها و فاضلاب ها از آن ها استفاده می‌شود از ابن نمونه می‌باشند از این میکروب ها در حذف تعفن ناشی از فاضلاب ها نیز استفاده می‌شود.

شیلات و پرورش آبزیان به صورت پایدار و مطمئن

 استفاده از منابع شیلاتی به صورت مطمئن و پایدار،یکی از ملزومات صید ماهی در دریاست. صید بی رویه باعث صدمه زدن به اکو سیستم‌های دریایی گردیده و گاهی باعث از بین رفتن برخی از گونه ها می‌گردد بنابراین با افزایش نیاز به منابع دریایی رویکرد به آبزی پروری نیز افزایش پیدا کرده است از طرفی چون در این سیستم ها از گونه‌های خاصی از ماهی استفاده می‌شود افزایش مصنوعی یک نوع جمعیت نتایج منفی نیز بدنبال داشته و تعادل اکو سیستم را بر هم می‌زند. برای جلوگیری از این مشکلات ،استفاده از تکنیک‌های ملکولی و تحقیق بیشتر در خصوص ایجاد و حفاظت از منابع ژنتیکی می‌تواند راه گشا و مفید باشد. تکنولوژی مهندسی ژنتیک و تولید موجودات دریایی اصلاح شده ژنتیکی با دارا بودن ویژگی‌های مفیدی همچون رشد سریع و مقاومت در برابر پاتوژن ها و مقاومت در برابر درجه حرارت پائین می‌تواند بازده قابل ملاحظه ای را در آبزی پروری نصیب سرمایه گذاران این صنعت نماید. علاوه براین کشت همزمان چند گونه و ایجاد یک سیستم ادغامی که در آن مواد زائد از یک گونه که در آن غذای یک گونه میتواند غذای گونه دیگر را فراهم نماید ،فیلتر نمودن آب ،جداسازی مواد آلی و تولید موازی دیگر فراورده‌های مفید مانند دوکفه ایها ،جلبک‌های دریایی و فیتوپلانکتونهای غنی از پروتئین نیز می‌تواند افزایش تولید و راندمان آبزی پروری را بدنبال داشته باشد. در آبزی پروری با استفاده از بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک میتوان مباحثی مانند تکثیر زیاد و سریع (باتولید گامت ها ) ،بهبود سطح بهداشت و سلامتی(با ژن درمانی واستفاده ازتعدیل کننده‌های ایمنی ،واکسنها، عوامل دارویی موثر)، افزایش ارزش و کیفیت محصولات غذایی ( با افزایش ایمنی ،تازگی، رنگ، طعم، مزه و افزایش زمان مصرف ) و حفاظت از منابع ژنتیکی (با تشخیص گونه‌های در حال انقراض، تنظیم و بیان ژنها ) و ایجاد مدلهای بیومدیکال  را اقدام نمود.

موارد زير نمونه‌هايي از كاربردهاي ژنتيك مولكولي در شيلات همراه با مثال‌هاي عملي آن می‌باشد :

 شناسايي جمعيت‌ها تحت واحدهاي مديريتي: به‌عنوان مثال، شناسايي ماهي آزاد اقيانوس آرام، قزل‌آلاي قهوه‌اي در اروپا، ماهي سرخ در اطلس شمالي

آناليز استوك‌هاي مخلوط: به‌عنوان مثال تفكيك ماهي روغن (كادمرو) در خليج سنت‌لورنس و ماهي آزاد بالتيك

برهم‌كنش بين جمعيت‌هاي پرورشي رها شده و وحشي: به‌عنوان مثال، شناسايي برهم‌كنش ماهي‌هاي آزاد اقيانوس اطلس كه به‌صورت وحشي وجود داشتند با آن دسته از ماهي‌هاي آزادي كه به‌صورت مصنوعي رها شده بودند.

تشخیص سریع بیماری‌های آبزیان و حفظ سلامتی منابع غذایی دریایی : از ردیاب‌های زیستی وژن شناساگر در تشخیص پاتوژنهای آبزیان استفاده میشود، همچنین با ایجاد گونه‌های مقاوم در برابر پاتوژنها نسبت ایجاد منابع سالم غذایی اقدام شده است.

اقتصاد و بیوتکنولوژی دریایی

  بیوتکنولوژی دریایی، زمینه نسبتا جدیدی است که به کشف و استفاده از فراورده ها و فرایند‌های برگرفته از موجودات دریایی اختصاص دارد. گستردگی و تنوع موجودات دریایی، نشان می‌دهد که دریا ها پتانسیل بالایی جهت تولید فراورده‌های مختلف دریایی را دارند. هر گروه از فرآورده‌های بدست آمده بازاری بالقوه به ارزش چند میلیارد دلارایجاد نموده اند. بر اساس گزارشی که شرکت ارتباطات جهانی منتشر کرده است بازار جهانی بیوتکنولوژی دریایی در سال 2002 بیش از 4/2 میلیارد دلار برآورد شده، که نسبت به سال 2001 حدود 4/9 درصد رشد داشته است واین مقدار در سال 2007 به بیش از 3 میلیارد دلار خواهد رسید. بیشترین سهم از بیوتکنولوژی دریایی مربوط به کشور‌های آمریکا و ژاپن می‌باشند. تنها پنج عدد از فراورده هایی که به عنوان دارو (در درمان بیماری‌هایی چون سرطان، ایدز، حساسیت )، تولید کودهای قابل تجزیه  در کشاورزی و ضد یخ طبیعی تولید شده اند بازار بالقوه ای معادل 2 میلیارد دلار را دارند و در موردی دیگر یک فراورده دریایی به نام Pseudoterosio (عامل ضد حساسیت )، فروشی بیش از 100 میلیون دلار را داشته است.

کشور‌های دیگر مانند کوبا و هند نیز موفقیت‌های زیادی در زمینه بیو تکنولوژی داشته اند. در کوبا تولیدات بیوتکنولوژی بعد از شکر مقام دوم را در اختیار دارد. علیرغم تحریم کوبا، آمریکا مجبور به وارد نمودن واکسن مننگوکوک تیپ B از این کشور شده است. در سال 2001 بیش از85 میلیون دلار  صرف تحقیقات ژنتیک در زمینه‌های پزشکی در هند شده است و هم اکنون این کشور به عنوان یکی از مراکز تولید دارو و آنزیم در جهان می‌باشد.

با وجود حدود سه هزار کیلومتر مرز آبی و چندین دریاچه در ایران و وجود شرایط خاص منطقه جنوب به نظر می‌رسد بیوتکنولوژی دریایی می‌تواند زمینه مناسبی جهت سرمایه گذاری و کسب درآمد برای کشور را ایجاد نماید. بسیاری از موجودات مفید دریایی از جمله جلبک ها و ماهی ها و دیگر ارگانیسم ها در آب‌های ساحلی ایران به وفور یافت می‌شوند که می‌توان به عنوان منابع درآمدزا به آن ها نگاه کرد.

منابع :

1.  وهابی مهدی  (1383)، آشنایی با بیو تکنولوژی دریایی، تحلیلگران تکنولوژی ایران

2.  وهابی مهدی (1383) - نگاهی به پتانسیل اقتصادی بیو تکنولوژی دریایی

3.  وهابی مهدی(1383) - جنبه‌های اقتصادی برخی از فراورده‌های حاصل از جلبک‌های دریایی

4.  طباطبائی وهمکاران (ترجمه)، بیوتکنولوژی ملکولی(نویسنده اصلی : پرایمزاس. بی)، انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی، چاپ اول، زمستان 1372

5.  محمد حسین صنعتی، نسرین السادات اسمعیل زاده ( 1380)، بیوتکنولوژی راهگشای مشکلات بشری در سده بیست و یکم،    انتشارات مرکز ملی تحقیقات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی.

6. Andy Tincu et.al ,(2004) Antimicrobial peptides From Marine invertebrates Antimicrobial Agents and           Chemotherapy, p.3654,vol 48, No. 10

7. Rita R.colwell (1983) Biothchnology hn marine Sciences ,vol.222. no 4619.Pp.19-24

8. etal,"Marine microorganisms as a source of new natural products " Adv Appl microbiol (1997),43:57-90,  VS 8-Bernan  

9. david H.Attaway , oskar. zaborsky   Marin  Biotechnology. Page 490 (2005)

10. http://oceanservice.noaa.gov/websites/retiredsites/natdia

11. http://WWW.dnavacchne.COM

منبع : http://marinemedicine.blogfa.com

 
*نام و نام خانوادگي :

پست الکترونيکي :

*مطلب :
۱) نظراتی را که حاوی توهین، هتاکی و افترا باشد را منتشر نخواهد کرد .
۲) از انتشار نظراتی که فاقد محتوا بوده و صرفا انعکاس واکنشهای احساسی باشد جلوگیری خواهد شد .
۳) لطفا جهت بوجود نیامدن مسائل حقوقی از نوشتن نام مسئولین و شخصیت ها تحت هر شرایطی خودداری نمائید .
۴) لطفا از نوشتن نظرات خود به صورت حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید .