المعدل جنبا و الفرق مع المعدل وراثياً

ايهاب محمد زايد-مصر

 هل هناك فرق بين الكائن المعدل جينيًا و “الكائنات المعدلة وراثيًا“؟ السؤال له آثار مهمة على التنظيم

   المتنوعة إيديولوجيًا لابتكار التكنولوجيا الحيوية.

 الجدل حول الكائنات الحية المعدلة وراثيًا (يُطلق عليه أحيانًا “الكائنات المعدلة وراثيًا” أو “الكائنات المعدلة وراثيًا”) حقيقي ، وليس زائفًا – ولكن فقط بسبب مخاوف غير مطلعة ومبالغ فيها بشأن “حداثة” التقنيات الحديثة. ما هو زائف ومخادع هي الحجج التي طرحها معارضو الهندسة الوراثية.

 ظل البشر يعدلون الحمض النووي لطعامنا منذ آلاف السنين (على الرغم من أننا لم نكن نعرف أن الحمض النووي كان يتوسط في التغييرات حتى القرن العشرين). نحن نسميها الزراعة. استخدم المزارعون الأوائل (منذ أكثر من 10000 عام) التربية الانتقائية لتوجيه تغييرات الحمض النووي في المحاصيل والحيوانات لتناسب احتياجاتنا بشكل أفضل. منذ ما يقرب من مائة عام ، بدأ مربو النباتات في استخدام المواد الكيميائية القاسية و / أو الإشعاع لتغيير أو تحوير الحمض النووي لنباتات المحاصيل بشكل عشوائي. 

 تسببت هذه الطفرات في حدوث تغييرات لا حصر لها في الحمض النووي ، لم يتم توصيف أو فحص أي منها للتأكد من سلامتها. قام مربو النباتات بالبحث عن الصفات المرغوبة من مختلف الأنواع واختيارها. كانت المشاكل نادرة.

 اليوم أكثر من نصف جميع المحاصيل الغذائية لديها التكاثر الطفري كجزء من نسبها. أصناف الأجداد تحمل القليل من التشابه مع المحاصيل المستأنسة التي نأكلها اليوم. هناك العديد من الأمثلة التصويرية اللافتة للنظر هنا.

 منذ ما يقرب من 40 عامًا ، بدأ علماء الزراعة ومربي النباتات في استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف (“الربط الجيني”) لإجراء تغييرات أكثر دقة ويمكن التنبؤ بها على الحمض النووي في نباتات المحاصيل لدينا. تأخذ هذه الهندسة الوراثية الجزيئية (GE) عادةً جينًا له وظيفة معروفة ، على سبيل المثال ، الجين الذي يعبر عن بروتين سام لبعض الحيوانات المفترسة للحشرات ، وينقله إلى محصول ، مما يمكّن محصول GE من حماية نفسه من الآفات الحشرية. 

 هذه السمة ، الناتجة عن إدخال جين من بكتيريا Bacillus thuringiensis (اختصار “Bt”) في النباتات ، سمحت للمزارعين في جميع أنحاء العالم بتقليل رش المبيدات الحشرية على نطاق واسع بمليارات الجنيهات.

 منذ ظهور تقنية الحمض النووي المؤتلف هذه في السبعينيات ، والتي تتيح نقل أجزاء من الحمض النووي بسهولة وبدقة أكبر من كائن حي إلى آخر ، أصبحت تقنيات الهندسة الوراثية الجزيئية أكثر تعقيدًا ودقة وقابلية للتنبؤ بشكل متزايد. بلغ هذا التطور ذروته في أحدث الاكتشافات ، نظام CRISPR-Cas9 وتحرير القاعدة.

 يعد CRISPR (اختصارًا للتكرار المتناوب القصير المتباين المنتظم بانتظام) نظام دفاع طبيعي تستخدمه البكتيريا ضد الفيروسات الغازية. يمكن لـ CRISPR التعرف على تسلسل DNA معين ، بينما يقوم الإنزيم Cas9 بقطع الحمض النووي في التسلسل المعترف به. كما يحدث غالبًا في العلم – ويذكرنا بالطفرات منذ قرن مضى وتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف في السبعينيات – قام علماء الأحياء الجزيئية بسرعة بنسخ وتكييف وتحسين النظام الذي يحدث بشكل طبيعي. باستخدام تقنية CRISPR-Cas9 ، يمكن للعلماء استهداف وتحرير الحمض النووي في مواقع محددة ، وحذف الجينات أو إدخالها أو تعديلها في الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات وحتى البشر.

 تنذر تقنية CRISPR-Cas9 بثورة في الزراعة والطب البشري لأنها أكثر دقة ويمكن التنبؤ بها من التقنيات السابقة. الدقة والقدرة على التنبؤ مهمان لضمان أن النتائج آمنة وتحقيق الغايات المرجوة. هناك أمثلة تاريخية بارزة للتقنيات القديمة ما قبل الجزيئية للتعديل الوراثي في ​​الزراعة والتي أخفقت. الامثله تشمل:

 

 جعل بعض أنواع الذرة عن غير قصد في الولايات المتحدة أكثر عرضة لفطر لفحة أوراق الذرة الجنوبية ، مما أدى إلى خسائر كبيرة في محصول الولايات المتحدة في عام 1970.

 على الرغم من نجاحها للمزارعين من جميع الأنواع ، من الكفاف إلى المحاصيل التجارية الضخمة ، فقد تعرضت المحاصيل المعدلة وراثيًا للتمييز من قبل المنظمين وشيطنة من قبل النشطاء. 

 في أوائل السبعينيات ، في اجتماع سري يُشار إليه الآن باسم مؤتمر أسيلومار ، أثارت مجموعة من العلماء – لم يشاركوا في الزراعة أو علوم الغذاء – مخاوف بشأن المخاطر الافتراضية التي قد تنشأ عن استخدام تقنية التعديل الوراثي الجزيئي المكتشفة حديثًا – المؤتلف تكنولوجيا الحمض النووي ، أو “الربط الجيني”. ومع ذلك ، فقد فشلوا في تقدير تاريخ التعديل الوراثي عن طريق تقنيات أكثر فظاظة وأقل قابلية للتنبؤ ، موصوفة أدناه.

 أدى مؤتمر أسيلومار إلى المبادئ التوجيهية التي نشرتها المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (NIH) لتطبيق هذه التقنيات لأي غرض من الأغراض. كانت هذه الإرشادات “المستندة إلى العملية” ، والتي كانت قابلة للتطبيق حصريًا على تقنية الحمض النووي المؤتلف ، بالإضافة إلى المتطلبات التنظيمية الموجودة مسبقًا “المركزة على المنتج” للوكالات الفيدرالية الأخرى التي لديها إشراف قانوني على الأغذية والأدوية وبعض النباتات ومبيدات الآفات ، وما إلى ذلك. تشغيل.

 كانت إرشادات المعاهد الوطنية للصحة ، التي كانت في الواقع “الخطيئة الأصلية” للتنظيم الوقائي غير العلمي ، صارمة للغاية. على سبيل المثال ، بدون موافقة تنظيمية ، فإن “الإطلاق المتعمد” للكائنات المعدلة من الحمض النووي المؤتلف في البيئة ، أو التخمير (في المخمرات المحتواة) بأحجام أكبر من عشرة لترات ، يتطلب موافقة صريحة مسبقة من المعاهد الوطنية للصحة ولجان السلامة الأحيائية المؤسسية المحلية.

 بالنظر إلى الاستمرارية السلسة لتقنيات التعديل الوراثي الموصوفة أعلاه ، لم تكن هذه المتطلبات مبررة. لا توجد قيود شاملة مماثلة للنباتات أو الكائنات الدقيقة أو الكائنات الحية الأخرى المماثلة أو حتى المتطابقة تقريبًا أو الكائنات الحية الأخرى المعدلة بواسطة التقنيات التقليدية ، مثل الطفرات الكيميائية أو الإشعاعية أو التهجين واسع النطاق.

 وبالتالي ، فإن المخاوف غير المطلعة وغير المبنية على أساس سليم والمبالغ فيها بشأن مخاطر الكائنات المعدلة من الحمض النووي المؤتلف في التطبيقات الطبية والزراعية والبيئية عجلت بتنظيم الكائنات المؤتلفة – التنظيم الناجم ببساطة عن “عملية” أو تقنية التعديل الوراثي ، بدلاً من “المنتج” ، أي خصائص الكائن المعدل نفسه. كانت هذه سابقة مؤسفة – مثل إسناد تنظيم التكنولوجيا إلى وكالة أبحاث ، المعاهد الوطنية للصحة ، التي يبتلي إرثها التنظيم في جميع أنحاء العالم اليوم. معظم البلدان الصناعية ، بما في ذلك الولايات المتحدة ، لديها وكالات تنظيمية محددة مثل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ووكالة الأدوية الأوروبية التي تنظم سلامة المنتجات. نادرا ما تشارك وكالات البحث في تنظيم المنتجات أو العمليات.

 العبء التنظيمي على استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف – والذي يعتبره بعض الناس (معظمهم من النشطاء والمنظمين) يؤدي إلى ظهور فئة أسطورية من الكائنات الحية تسمى “الكائنات المعدلة وراثيًا” أو “الكائنات المعدلة وراثيًا” ، كانت ولا تزال غير متناسبة مع مخاطرها ، وتكاليف الفرصة البديلة للتأخيرات التنظيمية والنفقات هائلة.  

وفقًا لـ Wendelyn Jones من DuPont Crop Protection ، وجدت دراسة استقصائية أن “تكلفة اكتشاف وتطوير وترخيص سمة التكنولوجيا الحيوية النباتية الجديدة التي تم تقديمها بين عامي 2008 و 2012 كانت 136 مليون دولار. في المتوسط ​​، تم تكبد حوالي 26 في المائة من هذه التكاليف (35.1 مليون دولار أمريكي) كجزء من عملية الاختبار والتسجيل التنظيمية “.

 السؤال البارز حاليًا للمنظمين والعلماء والمستهلكين هو ما إذا كان تحرير الجينات سيسقط في نفس حفرة الأرانب. لسوء الحظ ، يركز الكثير من المناقشة على القضايا غير ذات الصلة مثل ما إذا كانت الكائنات الحية التي يمكن أن تنشأ “بشكل طبيعي” أو التي ليست “معدلة وراثيًا” (تحتوي على DNA من مصادر مختلفة) يجب أن تخضع لتنظيم أكثر تساهلاً من “الكائنات المعدلة وراثيًا”. 

 كما يجب أن يتضح من المناقشة أعلاه ، فإن مثل هذه القضايا ليس لها آثار على المخاطر – وبالتالي على التنظيم. في الواقع ، تعد تقنيات تربية النباتات الحديثة ، بما في ذلك تحرير الجينوم ، أكثر دقة ومقيدة ويمكن التنبؤ بها من الطرق الأخرى – وبعبارة أخرى ، من المحتمل أن تكون أكثر أمانًا. هذا التقييم ليس جديدًا ولا جديدًا. خلص تقرير تاريخي من المجلس القومي للبحوث الأمريكي في عام 1989:

 تعتبر المعلومات حول العملية المستخدمة لإنتاج كائن معدل وراثيًا مهمة في فهم خصائص المنتج. ومع ذلك ، فإن طبيعة العملية ليست معيارًا مفيدًا لتحديد ما إذا كان المنتج يتطلب إشرافًا أقل أو أكثر.

 تحكم نفس القوانين الفيزيائية والبيولوجية استجابة الكائنات الحية المعدلة بالطرق الجزيئية والخلوية الحديثة وتلك التي تنتجها الطرق التقليدية.

 تجعل منهجية الحمض النووي المؤتلف من الممكن إدخال قطع من الحمض النووي ، تتكون إما من جينات مفردة أو متعددة ، والتي يمكن تحديدها في الوظيفة وحتى في تسلسل النوكليوتيدات. باستخدام التقنيات الكلاسيكية لنقل الجينات ، يمكن نقل عدد متغير من الجينات ، يعتمد العدد على آلية النقل ؛ لكن التنبؤ بالعدد الدقيق أو السمات التي تم نقلها أمر صعب ، ولا يمكننا دائمًا التنبؤ بالتعبير الظاهري الذي سينتج. مع الكائنات الحية المعدلة بالطرق الجزيئية ، نحن في وضع أفضل ، إن لم يكن مثاليًا ، للتنبؤ بالتعبير الظاهري.

 باستخدام الطرق التقليدية للطفرات ، فإن المطفرات الكيميائية مثل عوامل الألكلة تعدل الحمض النووي بطرق عشوائية أساسًا ؛ ليس من الممكن توجيه طفرة إلى جينات معينة ، ناهيك عن مواقع محددة داخل الجين. في الواقع ، عامل ألكلة واحد شائع يغير عددًا من الجينات المختلفة في وقت واحد. يمكن أن تمر هذه الطفرات دون أن يلاحظها أحد ما لم تنتج تغييرات نمطية تجعلها قابلة للاكتشاف في بيئاتها. لا يتم اكتشاف العديد من الطفرات حتى تنمو الكائنات الحية في ظل ظروف تدعم التعبير عن الطفرة.

 [لا] يوجد تمييز مفاهيمي بين التعديل الوراثي للنباتات والكائنات الدقيقة بالطرق التقليدية أو بالتقنيات الجزيئية التي تعدل الحمض النووي وتنقل الجينات.

 هذه النقاط الحرجة ، التي تم التعبير عنها بوضوح منذ أكثر من 30 عامًا والتي يوجد إجماع افتراضي حولها في المجتمع العلمي ، لم تغرق فيها.

 هناك حاجة مستمرة للتعديل الجيني في الزراعة. يمكن أن يلعب التعديل الجيني دورًا رئيسيًا في قطاع بنجر السكر في إنجلترا ، على سبيل المثال ، والزراعة البريطانية ، وفي فبراير ، أخبر وزير البيئة جورج يوستيس المؤتمر السنوي للاتحاد الوطني للمزارعين أن قطاع بنجر السكر يمكن أن يستخدم مساعدة تقنيات تعديل الجينات لتحقيق التغلب على انخفاض الغلة بسبب الإصابة بالفيروس. وأضاف: “التعديل الجيني هو في الحقيقة مجرد نهج أكثر استهدافًا وأسرع لنقل السمات من نبات إلى آخر ولكن داخل نفس النوع ، لذلك لا يختلف في هذا الصدد عن التكاثر التقليدي”.

 الجزء الأول من بيان يوستاس دقيق ، لكن الجزء الثاني يعطي انطباعًا خاطئًا أنه على الرغم من أن المحاصيل المعدلة جينيًا تشبه “التربية التقليدية” – وبالتالي ، من المفترض أنها غير ضارة – إلا أنها بعيدة بما يكفي عن الكائنات المعدلة وراثيًا اللعين التي يجب إعفاؤها منها التنظيم المرهق المناسب لهذا الأخير. حتى الآن ، في الاتحاد الأوروبي ، تم تنظيم تحرير الجينات بشكل صارم بنفس طريقة الكائنات المعدلة وراثيًا. قد تتباين رقابتهم في المستقبل ، مع ذلك ، بقدر الاهتمام الجاد بهذه التكنولوجيا الجديدة وإمكاناتها الهائلة.

 لكن المعالجة التنظيمية التفضيلية لتحرير الجينات على التعديلات التي تتم بوساطة الحمض النووي المؤتلف قد تمثل منفعة على المنطق: يوضح تقرير NRC (بالإضافة إلى التحليلات الأخرى التي لا حصر لها والمماثلة) أن النهج الذي يحرر تحرير الجينات وليس تعديلات الحمض النووي المؤتلف سوف يتجاهل السلسلة المتواصلة الموجودة بين طرق التعديل الوراثي ، وأنها ستكون غير علمية. لا يوجد سبب لإلقاء تراكيب الحمض النووي المؤتلف المعدلة وراثيا تحت الحافلة التنظيمية.

 

 تعتبر العلاقات بين تحرير الجينوم وتربية النباتات والمحاصيل المعدلة وراثيًا أكثر ترابطًا وتعقيدًا ودقة مما قد يبدو للوهلة الأولى. لطالما كان تربية النبات بحد ذاته علمًا غامضًا من حيث الوراثة والوراثة. بينما يثني Eustice في بريطانيا على تعديل الجينوم لأنه لا يتضمن سوى تعديل داخل الأنواع ، فقد تضمن تاريخ تربية النبات منذ فترة طويلة تقاطعات “بعيدة” أو “واسعة” لنقل الصفات المفيدة مثل مقاومة الأمراض من نوع نباتي أو جنس إلى آخر.  

ما يقرب من قرن من التهجين المتقاطع الواسع ، والذي يتضمن انتقال الجينات من نوع أو جنس إلى آخر ، أدى إلى ظهور النباتات – بما في ذلك الأنواع اليومية من الذرة والشوفان واليقطين والقمح والكشمش الأسود والطماطم والبطاطس ، من بين أنواع أخرى – لا توجد ولا يمكن أن توجد في الطبيعة. في الواقع ، باستثناء التوت البري ، واللعبة البرية ، والفطر البري ، والأسماك والمحار ، فقد تم تحسين كل شيء تقريبًا في الأنظمة الغذائية في أمريكا الشمالية وأوروبا بطريقة ما. بالمقارنة مع تقنيات التعديل الجزيئي الجديدة ، فإن هذه التقاطعات العريضة بدائية وأقل قابلية للتنبؤ.

 تجعد آخر هو أن علماء النبات اكتشفوا ما أطلق عليه “الكائنات المعدلة وراثيًا الطبيعية” ، مما يزيد من إرباك المصطلحات. وتشمل هذه الذبابة البيضاء التي تؤوي جينات نباتية تحميها من المبيدات الحشرية ، ونقل الجينات الأفقي بين أنواع مختلفة من الحشائش ، والبطاطا الحلوة التي تؤوي متواليات من البكتيريا Agrobacterium ، وحشرات المن التي تعبر عن صبغة فطرية حمراء لحمايتها من الحيوانات المفترسة المحتملة. هذا دليل آخر على أن مصطلح “الكائنات المعدلة وراثيًا” نفسه أصبح بلا معنى.

 هذا يعيدنا إلى اللغز التنظيمي الذي يحيط بالطريق إلى الأمام مع المنتجات المختلفة للهندسة الوراثية باستخدام تقنيات مختلفة. حرصًا منها على تجنب التأخيرات والمآزق والرفض – وتكاليف الفرصة المتضخمة – التي أربكت “الكائنات المعدلة وراثيًا” ، فإن العديد من المجتمعات العلمية والتجارية على استعداد للتقليل من شأن حداثة تحرير الجينوم ، بينما ، في الواقع ، الاعتراف ببناء الحمض النووي المؤتلف يجب أن تستمر في الخضوع للتنظيم الصارم.

 ومع ذلك ، كما ناقشنا ، فإن المقارنة بين تحرير الجينوم والحمض النووي المؤتلف هي تمييز دون اختلاف ، خاصة عند النظر إليها على خلفية الإنشاءات الخام لتربية النباتات التقليدية (غير المنظمة إلى حد كبير). إن محاولة رسم فروق ذات مغزى بين الهندسة الوراثية الجزيئية والتقنيات الأخرى لغرض التنظيم تشبه إلى حد ما مناقشة عدد الملائكة الذين يمكنهم الرقص على رأس دبوس. لقد حان الوقت ، لأغراض السياسة التنظيمية ، بدأنا في التفكير من حيث المخاطر التي تشكلها الكائنات الحية ومنتجاتها ، بدلاً من التكنولوجيا (التقنيات) المستخدمة.