|
مقدمه
اولین کتاب حیات کامل شد! کتابی که بیان می‌کند ژنوم انسان از 3.2 میلیارد حرف تشکیل شده است و الفبای آن 4 نوع است : A,C,G,T . این حروف با نظم در طول رشته یک متری DNA ، که درون هر یک از سلولهای یک جاندار وجود دارد، بارها و بارها تکرار شده‌اند. برای زیست شناسان ، این کد(برای دسترسی) آسان و پرفروش است. این کتاب انقلابی در زیست شناسی برمی‌انگیزد.بیوتکنولوژی ، شیوه‌ای که مولکولهای زیستی را بکار بندد، علمی تازه و نو نیست. بلکه انسانها از هزاران سال گذشته آن را بکار بستند. تاریخ دقیقی برای مشخص کردن زمانی که انسانها قادر به ساختن نان و ماست بودند وجود ندارد، اما امروزه چه چیز بیوتکنولوژی را مهم و هیجان انگیز ساخته است؟ Genomics! علمی که بر هم کنش بین ژنها را مشخص می‌کند. تکنولوژیهای ژنومیک به ما توانایی رمزگشایی کدهای ژنتیکی را داده‌اند، توانی که ما را به درکی جدید در زیست شناسی می‌رساند. ما اکنون در درون یک انقلاب هستیم، انقلابی در علوم زیستی!
|
تعریف ژنومیک
Genomics علمی است در مورد ژنوم ، درباره این که ژنها چگونه بر یکدیگر اثر می‌گذارند. ژنوم از رشته‌های همانند یک متری DNA که در هر یک از سلولها وجود دارد، از تقریبا 30000 ژن که بر روی آن قرار دارد، تشکیل شده است. در بهار سال 2003 ، اولین ژنوم کامل یک انسان منتشر شد، کتابی با ضخامت 200 دفتر راهنمای تلفن! این کتاب ، برای همه 6 میلیارد انسان روی زمین در 99.9 درصد موارد مشابه خواهد بود، ولی تفاوتهای اندک آن باعث ایجاد تفاوتهای فردی منحصر به فرد آن خواهد شد.آیا بیولوژی ، هسته نهایی یکپارچگی علوم است؟
توجه انسانها بیشتر در مورد سلامتی خودشان است که در نهایت وقتی پی می‌برند که شاید از یک بیماری رنج می‌برند، هر قیمتی برای سلامتی می‌پردازند. احتمالا به خاطر همین امر است که اقتصاد این زمینه را بسیار فعال دانسته و در دهه‌های آینده ، همگرایی علوم دیگر بر مسئله زیست شناسی را خواهیم دید. به عنوان مثال زیست شناسی و الکترونیک در دانشگاههای متعدد حضوری طولانی دارند. مولکولهای زیستی (مانند DNA و Protein ) تقریبا اندازه چندین نانومتری دارند و به خاطر اینکه فیزیکدانها و شیمیدانها اکنون آموخته‌اند که چگونه وسیله‌های الکترونیکی کاملا در مقیاس این مولکولها بسازند.شما احتمالا در مورد چیپهای DNA و Protein چیزهایی شنیده‌اید. این چیپها از سیلیکون یا شیشه و DNA روی آنها ساخته شده‌اند. چیپهای پایه نیم رسانا ، با روشهای گران قیمت الکترونیکی برای مشخص کردن و Signal processing می‌توانند کشف و توالی‌یابی حساس DNA را انجام دهند. در دهه آینده دستگاههای نانو الکترونیکی در دهه آینده ساخته خواهند شد که شناسایی یک مولکول درون خون یا بزاق را امکان پذیر خواهند کرد. چون این مولکولها دارای بار الکتریکی هستند لزومی بر کاربرد روشهای پیچیده نشانه‌گذاری یا نوری برای تشخیص نیست و بررسی مستقیم مولکولهای زیستی کافی خواهد بود.
انتظار می رود که با کوچک کردن این کونه روشهای فوق حساس که قابل اسقرار بر روی تراشه‌ها هستند کاربرد وسیعی در تشخیص فراهم آید. بطور مثال با قرار دادن این تراشه‌ها بر روی تجهیزات مخابراتی یا تلفنهای همراه مستقیما باکتریهای خطرناک ، ویروسها و اجزای خاصی از ژنها را شناسایی کرد. همچنین می‌توان جهت دریافت تاثیر یک دارو ، تنوع ژنتیکی انسانی را بررسی کرد و در تنظیم مقدار یک دارو و مدت استفاده آن از این روش بهره گرفت.
|
ماورای علم ژنومیک
ژنومیک پیش آهنگ دیگر مباحث بیوتکنولوژی است، ما اکنون شاهد پیدایش زمینه‌های دیگری مانند Proteomics Metabolemics ، اصطلاحهایی مانند Bibleamics که یعنی خواندن آثار ادبی، هستیم. این علوم به ما کمک می‌کند که بفهمیم چه چیز در ژنوم به رمز درآمده است.بعضی از آنها سرچشمه‌ای قابل پیگیری در زمینه صنعت خواهند بود و دیگران شاید به شناخت بهتر ژنوم کمک می‌کنند و شاید بعد از مدتی ناپدید شوند. Metabolo احتمالا در زمینه‌های بیشتری پدیدار خواهد شد زیرا جواب نهایی در مورد اینکه چه چیز در ارگانیسم صورت می‌گیرد، عرضه می‌کند و Nano electronics نیز مولکولهای مجزا را اندازه‌گیری می‌کند.
چشم اندازی از صنعت ژنومیک
ژنومیک می‌تواند پیش بینی‌هایی در مورد رسمیت داده‌ها کرده و هدفهای بهتری برای داروها پیدا کند. هزینه فرآوری یک دارو از آغاز تا ارائه به بازار در حدود 800میلیون دلار است. پیش بینی می‌شود که ژنومیک زمان عمل آوری دارو و همچنین هزینه آن را تا حدود 200 میلیون دلار کاهش خواهد داد. وقتی این هزینه کاهش پیدا می‌کند، داروهای خاص ، برای تولید قابل توجیه اقتصادی خواهند بود.دارو وقتی برای یک جمعیت یا هر شخص سازگار شده باشد عوارض جانبی کمتری خواهد داشت و کاهش شگرفی در تعداد مرگهایی که به علت اثرات جانبی داروها صورت می‌گیرد، خواهیم داشت. همچنین انتظار می‌رود که تعداد داروها از صدها به ده‌ها هزار در چند دهه آینده افزایش پیدا می‌کند.
آینده بحث
در آینده کتابخانه‌ای جهانی ساخته خواهد شد که در بردارنده همه 6 میلیارد کتاب جمع آوری شده از هر گروه و زیر گروهی خواهد بود. تفاوتها در این کتاب که کمتر از 0.1 درصد است به ما خواهد گفت چرا مستعد بیماریهای فراوانی هستیم، چرا رفتاری متفاوت و گوناگون داریم و چرا متفاوت به نظر می‌رسیم؟ در بعضی موارد یک تفاوت کوچک در حرف G یک ژن خاص ، که در همسایه ما C است می‌تواند آثار کاملا متفاوتی داشته باشد. موسسه سلامتی ملی 100 میلیون دلار برای تحقیقاتی که گوناگونیهای ژنتیکی صدها نفر از مردم جمعیتهای مختلف را مشخص می‌کند، اعطا کرده است.این کمک هنگفت به دانشمندان در پیدا کردن ژنهای مرتبط با بیماریهای مختلف کمک شایانی خواهد کرد. وقتی تمام تلاشها به سمت مراحل ژنومیک است، علوم دیگر نیز اکنون به فرصتهایی برای توسعه یافتن در این زمینه می‌اندیشند. این امر در بردارنده علوم کامپیوتر ، ریاضیات ، مهندسی الکترونیک و ... به منظور تولید ابزارهای جدید برای پاسخ دادن به پرسشها و نیازهای پزشکی ، اکولوژی و مهندسی محیط زیست است.