آشنایی با بیوتكنولوژی دریایی


علیرغم وجود مزایای نسبی در زمینة بیوتكنولوژی در كشور، برخی از حوزه‌های مهم این تكنولوژی، مانند بیوتكنولوژی دریایی، كمتر مورد توجه قرار گرفته‌است. در این مطلب، تعاریف و كاربردهای "بیوتكنولوژی دریایی" ارایه شده‌اند.


اهمیت بیوتكنولوژی دریایی

دریا بستر بسیار مناسبی جهت تحقیق و توسعه است؛ اما تاكنون همة پتانسیل آن شناخته نشده است. در حقیقت، بخش اعظمی از موجودات دریایی (به‌خصوص میكروارگانیزم‌های اولیه) هنوز ناشناخته باقی مانده‌اند كه به‌تدریج در حال شناسایی هستند. حتی در مورد موجودات زندة شناخته‌شده نیز دانش كافی جهت مدیریت كارا و بهره‌برداری بهینه از آنها وجود ندارد. این همه، اهیمت بیوتكنولوژی دریایی را روشن می‌سازند.

توجه به موجودات زنده دریایی به دو دلیل مهم است:

1- موجودات زنده دریایی، بخش اعظمی از ذخایر زیستی كره زمین را تشكیل می‌دهند. از آنجاكه حیات از دریاها و اقیانوس‌ها سرچشمه گرفته است، لذا بخش اعظمی از موجودات نخستین و منحصر به‌فرد در دریاها زندگی می‌كنند. بنابراین، دریاها منبع عظیم ذخایر ژنتیكی به‌شمار می‌روند.

2- اغلب موجودات دریایی، ساختارها، مسیرهای متابولیكی، سیستم‌های تكثیر (تولید مثل) و مكانیزم‌های احساسی و دفاعی منحصر به‌فردی دارند كه بشر می‌تواند از آنها استفاده نماید. علت بروز این ویژگی‌های منحصر به‌فرد، زندگی در طیف وسیعی از شرایط محیطی است (از آب‌های سرد قطبی كه دمای آنها تا 20- سانتی‌گراد می‌رسد، تا اعماق اقیانوس‌ها كه میزان فشار در آنجا بسیار زیاد است).

تنوع بیولوژیكی و انواع مختلف مواد شیمیایی موجود در دریاها، از زمان‌های گذشته تاكنون منبع تولید تركیبات شیمیایی- صنعتی مختلفی بوده‌اند كه از آن‌جمله می‌توان مواد دارویی، مواد آرایشی، افزودنی‌های غذایی، كاوشگرهای مولكولی، آنزیم‌ها، مواد شیمیایی خاص و مواد شیمیایی مورد استفاده در كشاورزی را نام برد. تاكنون هزاران فرآورده با استفاده از منابع دریایی تولید شده‌اند كه فقط به بخش كوچكی از تنوع بیولوژیكی و شیمیایی دریاها مربوط می‌شوند. برخی از این فرآورده‌ها هم‌اكنون وارد بازار مصرف شده‌اند و بازاری چند میلیارد دلاری را به‌خود اختصاص داده‌اند.

عواید حاصل از بیوتكنولوژی دریایی

بیوتكنولوژی دریایی یكی از حوزه‌های در حال رشد است كه با كمك آن، از موجوداتی مانند ماهی، جلبك و یا باكتری‌ها به‌طور مستقیم و غیرمستقیم استفاده می‌شود. مهمترین فواید بیوتكنولوژی دریایی به شرح زیر است:

1- تولید فرآورده‌های جدید و اصلاح‌شده

2- فراهم آوردن تكنیك‌های جدید جهت ردیابی، ارزیابی، ذخیره، حفاظت و مدیریت اكوسیستم‌های دریایی

3- شیلات و پرورش آبزیان (Aquaculture) به صورت پایدار و مطمئن

در ذیل هر یك از این موارد با تفصیل مورد بررسی می‌گیرند:

 

1- تولید فرآورده‌های جدید و اصلاح شده

با توجه به پتانسیل بالای موجود در دریا و تنوع موجودات آبزی، تاكنون محصولات فراوانی از آنها استحصال شده است. مانند مواد دارویی، آنزیم‌ها، مواد مولكولی بیولوژیك، كیت‌های تشخیصی، آفت‌كش‌های زیستی، تولید بیوماس جهت تولید انرژی و غیره.

اكثر این فرآورده‌ها، مانند تركیبات هالوژنه (تركیبات برم وید) هستند و نمی‌توان مشابه آن را از موجودات خشكی‌زی به‌دست آورد. علاوه بر این، میكروارگانیزم‌های دریایی، منبع غنی از ژن‌های جدیدی هستند كه می‌توان از آنها برای تولید داروها و فرآورده‌های بیولوژیك جدید و دسترسی به اهداف دیگر مانند مانیتورینگ استفاده كرد. در ذیل، برخی از این فرآورده‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند:


1-1- مواد دارویی و آرایشی

برخی از مواد دارویی و آرایشی كه از موجودات دریایی همچون باكتری‌ها، بی‌مهرگان و جلبك‌ها استخراج می‌شوند عبارتند از: داروهای ضدحساسیت (سودوپتروسین‌ها، تاپسنتین‌ها، سایتونمین، مانوآلید)، داروهای ضدسرطان (برایوستانین‌ها، دیسكودرمولاید، الیوتروبین و ساركودیكتین)، آنتی‌بیوتیك‌ها (مارینون) و ملانین‌ها كه طیفی از رنگ‌ها هستند كه در ساخت صفحات خورشیدی و لنزهای چشمی به‌كار می‌روند.


علاوه بر این‌، فرآورده‌های دیگری نیز از موجودات دریایی به دست می‌آیند: مثلاً قارچ‌كش‌ها و آنتی‌بیوتیك‌هایی كه به مرور در بدن آزاد می‌شوند؛ افزودنی‌های غذایی مانند پپتیدهای آنتی‌اكسیدان كه از ماهیچه میگو جداسازی شده‌اند؛ پیش‌مادة اسیدآمینه میكوسپورین (MAA) و دزوكسی‌گادوسول كه از جلبك‌های دریایی استخراج می‌شوند. از این مواد به‌عنوان افزودنی‌های غذایی و همچنین برای ساخت مواد آرایشی استفاده می‌شود. همچنین، از نوعی خرچنگ (Horseshoe Crab)، ماده‌ای را استخراج كرده‌اند كه با لیپوپلی‌ساكاریدهای (LPS) باكتری‌های گرم منفی، واكنش می‌دهد و می‌‌تواند در تشخیص عفونت‌های اولیه در انسان و به‌عنوان ردیاب LPS (پیروژن‌ها)، در فرآورده‌های بیوتكنولوژیك عمل كند.