دستورزی ژنتیک پروانه ها: آینده کنترل آفت
با این که گیاهان دستورزی شده بیشترین توجه را به خود معطوف داشتهاند ، دستورزی حشرات میتواند به همان اندازه بر صنعت کشاورزی تأثیر بگذارد.
شرکت زیستفناوری اگزیتک (Oxitec) در نظر دارد پروانه diamondback دستورزی شدهای را توسعه دهد تا به این وسیله بتوان جمعیت این آفت را کاهش داد. برنامه این است که پروانههای نری را در محیط رهاسازی کنند که با انتقال یک ژن به مادهها، باعث شوند زاده به سن بلوغ و تولید مثل نرسد. این باعث می شود که از جمعیت این پروانهها در امریکای شمالی کاسته شود.
با این که آزمایش های میدانی مثبت بوده اند، نگرانی هایی از نتایج آزادسازی موجودات دست ورزی شده ژنتیکی وجود دارد.
یک آفت فراگیر
امروزه آفتکشها برای کنترل این آفت مورد استفاده قرار می گیرند که تخمین زده می شود بیش از ۵ میلیارد دلار آسیب اقتصادی به محیط زیست و بهداشت امریکا وارد میکند. پروانه diamondback یک آفت خطرناک است که از اروپا منشأ می گیرد و کنترل آن از هنگام ورود به امریکا سخت تر شده است، به این دلیل که دوره رشد خود را سریع کامل می کند و جنس ماده آن در هر بار تخم گذاری، مقادیر قابل توجهی زاده تولید می کند. شرکت اّگزیتک تأکید دارد که راه حل بهتری نسبت به آفت کش ارائه داده است، به این دلیل که این پروانه ها نسبت به بعضی از آفتکشها مقاومت نشان دادهاند و همچنین آفتکشها زیانهای اثبات شده زیست محیطی و بهداشتی دارند.
شرکت اُگزیتک به مطالعهای که توسط USDA (وزارت کشاورزی امریکا) انجام شده ارجاع می دهد و معتقد است روش آن ها کاملاً بی خطر است، اما دورنمای حشرات دست ورزی شده، این نگرانی را تقویت می کند که این حشرات فراتر از مرزهای تعیین شده تولید مثل کنند و تأثیر اکولوژیک گستردهتری از خود به جا بگذارند. پیشتر از این نیز شبیه چنین روش هایی امتحان شده است. قدمت تلاش های مشابه به دهه ۱۹۵۰ می رسد. زمانی که در فلوریدا مگس های کرم پیچ (screwworm ) عقیم رهاسازی شدند و به طور موفقیت آمیزی از جمعیت گونههای مهاجم کاستند. پشههای عقیمی که توسط اُگزیتک توسعه داده شده بودند در امریکای جنوبی جلوی نشر ویروس زیکا را گرفتند و تصمیم مشابهی برای چاره اندیشی مشکل فلوریدا قابل اتخاذ است.
روشی سابقه دار
در مورد مبارزه با کرم های پیچ ، پژوهشگران کرم های پیچ نر را با اشعه عقیم کردند. در روش اُگزیتک، از ویرایش ژنوم برای وارد کردن ژنی به نرها استفاده شده که تضمین می کند کرمهای ماده به سن تولید مثل نمی رسند. در این مورد، نیازی به کم شدن جمعیت نرها نیست چون تنها مادهها به عنوان آفت گیاهان عمل می کنند.
گفته میشود آزمایشهای گوناگون بر پروانههای دستورزی شده از قبیل رهاسازی در مقیاس گلخانه و خوراندن به حیوانات، هیچ اثر خطرناکی که به دلیل مهندسی ژنتیک به وجود آمده باشد نشان نداده است. علاوه بر ژن کشنده کرمها، ژنی که باعث تابش فلئورسنت توسط پروانه های دستورزی شده میشود به آن ها وارد شده که تشخیصشان را تحت تابش فرابنفش در طبیعت تسهیل می کند.
با این که FDA (سازمان غذا و داروی امریکا) ممانعتی برای ادامه پژوهشها نمی دید ، چون حشرات دستورزی شده به کشاورزی مربوطند، USDA هم باید مجوز خود را صادر می کرد. شرکت اُگزیتک هم اکنون در انتظار تأییدیه USDA برای انجام آزمایش در مقیاس وسیعتر در نیویورک با همکاری دانشگاه Cornell است. آن ها به دنبال انجام آزمایش در یک گلخانه کنترل شده کلم هستند تا ببینند این دستورزی چقدر موثر بوده است.
بیشترین نگرانی از رهاسازی موجودات دستورزی شده، امکان انتشار آن ها در فراتر از محدوده مورد انتظار است. در مورد پروانه های diamondback ، شرکت اُگزیتک عنوان کرده که نوع صفت ایجاد شده (مسدود شدن مسیر تولید مثل) مانع از پخش گسترده موجودات دست ورزی شده می شود. همین طور سرمای زمستان و آفت کش ها، موجودات دست ورزی شده از بین نرفته را می کشند. با این که این روش در مورد کرم های پیچ تجربه شده است، به دلیل چرخه زندگی خاص این کرم ها ، برای این نوع کنترل جمعیت مناسب تر بوده اند ، اما پروانه ها چالشبرانیگزتر هستند.
دکتر کوین اسولت (Kevin Esvelt) از دانشگاه MIT و مسئول آزمایشگاه تکامل Sculpting با تأیید اصل این فرض بیان میکند: “نکته اصلی آسیب رساندن به نسل بعد موجود است و چون این موجود سازه ژنی ما را حمل می کند در مجموع باعث حذف دستورزی ما از جمعیت می شود. تا هنگامی که سازه ژنی ما آن چه مورد انتظار ماست را انجام می دهد، موجود دستورزی شده در طبیعت باقی نمی ماند.”
درایو ژنی قرار نیست اتفاق بیفتد.
این مسئله به نقطه تمایز محوری این نوع دستورزی با درایو ژنی که معمولا در کنار دستورزی ژنتیکی است، اشاره میکند. اصلیترین مسئله در درایو ژنی این است که ژنوم را به نحوی تغییر دهیم که شانس بقای موجود دستورزی شده ما افزایش یابد تا صفت مد نظر ما به نسل بعد منتقل شود. هر فرد به طور میانگین ۵۰ درصد احتمال دارد که صفت را دریافت کند، اما درایو ژنی با افزایش شانس زندگی، این شانس را افزایش می دهد و باعث می شود یک صفت به راحتی در جمعیت گسترده شود. این راهبرد هنگامی مفید است که یک صفت برای بقای موجود مضر باشد و با انتخاب طبیعی حذف شود. با این وجود ، این راهبرد هنوز برای رهاسازی موجودات دستورزی شده به طبیعت به خدمت گرفته نشده و نخواهد شد.
پروانه های اُگزیتک در هر حال به چنین عواملی مجهز نیستند که بتوانند در جهان پخش شوند. آن ها تقریباً ماده ژنتیکی خود را به شکل طبیعی به نسل بعد منتقل می کنند. تنها بخشی از این ماده ژنتیکی به نحوی تغییر داده شده که اطمینان حاصل شود که زاده های ماده دوام نخواهند آورد.
دکتر اسولت اضافه می کند: ” از لحاظ تکنیکی به نظر می رسد که این راهبرد بسیار متکامل است و از راهبردهای فعلی مانند حشرهکشها آسیب کمتری میرساند. در مجموع من طرفدار راهکارهای بیولوژیک برای کشاورزی هستم نه راهکارهای شیمیایی!”
البته همچنان وی معتقد است که آزمایشهای میدانی برای سنجش ایمنی و کارامدی موجود تغییر ژنتیک یافته قدم مهمی است. اسولت، موازی با این آزمایشهای دقیق علمی، از حضور افکار عمومی برای تصمیمگیری درباره مزیت این روش دفاع میکند تا بتوان به نقدها با منظری دیگر دست یافت و با آنها گفتگو کرد. با این که FDA و USDA از نظرات عمومی هم در تصمیمگیریهای خود استفاده میکنند اسولت معتقد است باید این نظرات زودتر و بیشتر میدان داده شوند.
این مطلب در تاریخ ۱۰ می ۲۰۱۷ در وبسایت مجله Discover منتشر شده است.
نویسنده: Nathaniel Scharping از دانشگاه ویسکانسین
مترجم: محسن رحیمی نژاد
