بیوتکنولوژی و نقش آن در زندگی حیوانات

بیوتکنولوژیفرآیند استفاده از سیستم های زنده به منظور ایجاد موجودات جدید یا اصلاح موجودات موجود است. این فرآیند از سیستم ارگانیسم به عنوان نوعی الگو برای ایجاد محصولات جدید یا اصلاح محصولات و فناوری های موجود. بیوتکنولوژی در زمینه های مختلفی مانند داروسازی، کشاورزی و چندین زمینه بیولوژیکی استفاده می شود. یکی از رایج ترین کاربردهای بیوتکنولوژی، ایجاد ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی یا به اختصار GMO است.  

در ژنتیک، بیوتکنولوژی برای دستکاری DNA گیاهان و حیوانات برای تولید نتایج متفاوت استفاده می شود. این منجر به شکل‌های جدیدی از گونه‌هایی می‌شود که دستکاری می‌شوند، مانند محصولی که در برابر علف‌کش‌ها مقاوم است و گیاه اصلی که این گونه نیست. یکی از روش‌هایی که بیوتکنولوژی برای انجام این کار استفاده می‌کند، جایگزین کردن توالی‌های ژنی خاص در DNA یک موجود است، یا اینکه باعث می‌شود ژن‌های خاص بیشتر بیان شوند یا افسرده شوند. به عنوان مثال، یک ژن برای ساختن ساقه گیاه می تواند بیانگر باشد، که فعال تر می شود بنابراین گیاه اصلاح شده ساقه ضخیم تری رشد می کند.  

از همین فرآیند برای مقاوم کردن ارگانیسم ها به بیماری های مختلف نیز استفاده می شود. اصلاح ژن ها می تواند بیان ژن را تغییر دهد، بنابراین ارگانیسم یک دفاع طبیعی در برابر بیماری ایجاد می کند و در برابر آن مقاوم است. یا این بیماری در وهله اول نمی تواند ارگانیسم را آلوده کند. اصلاح ژن معمولاً در گیاهان مورد استفاده قرار می گیرد، اما در حیوانات نیز بیشتر استفاده می شود. طبق اعلام سازمان صنعت بیوتکنولوژی،بیوتکنولوژی مدرن محصولات و فناوری های نوآورانه ای را برای مبارزه با بیماری های ناتوان کننده و نادر ارائه می دهد. 

امکان زندگی جدید و تأثیر آن بر کشاورزی 

در حالی که این استفاده از بیوتکنولوژی گونه جدیدی از ارگانیسم را ایجاد نمی کند، تولید مثل جمعیت می تواند منجر به تنوع جدیدی از گونه ها در طول زمان شود. این ایجاد یک تنوع دیگر بسته به نوع شرایط و محیطی که جمعیت در معرض آن قرار می گیرد، می تواند چندین نسل طول بکشد. 

گونه‌های جانوری که در مزارع نگهداری می‌شوند به دقت تحت نظارت و کنترل قرار می‌گیرند و در شرایط پایدار نگهداری می‌شوند. این مقررات می تواند زمان تسلط گونه های اصلاح شده جدید بر جمعیت را تسریع بخشد.   

در نتیجه، حیواناتی که در مزارع نگهداری می‌شوند، نرخ بیشتری از تعاملات درون گونه‌ای دارند. این گونه فقط می تواند با سایر اعضای گونه خود تعامل داشته باشد زیرا احتمال یک بیماری عفونی اضطراری وجود دارد.EID) بالاتر است. بیماری که یک ارگانیسم برای مقاومت در برابر آن اصلاح می شود، می تواند بقیه جمعیت را تحت الشعاع قرار دهد و شانس تولید مثل موفقیت آمیز و انتقال بیشتر اصلاح را افزایش دهد. این بدان معنی است که گونه های اصلاح شده در برابر بیماری مقاوم می شوند و در نتیجه محصولی با کیفیت بالاتر ایجاد می کنند.   

سیستم های کنترل بیماری در گونه های جانوری 

خود بیوتکنولوژی همیشه برای کنترل بیماری ها در حیوانات کافی نیست. گاهی اوقات، سیستم های دیگری برای کمک به تغییرات باید وجود داشته باشد. سیستم‌های کنترل بیماری در ارتباط با اصلاح ژن می‌توانند اثربخشی کلی مقاومت گونه‌ها در برابر بیماری را افزایش دهند.  

سیستم های مختلف کنترل بیماری عبارتند از اقدامات پیشگیرانه، این معمولاً اولین خط دفاعی است. با اقدامات پیشگیرانه، هدف این است که مشکل را قبل از شروع آن مانند دایک‌هایی که در کنترل سیل استفاده می‌شود، متوقف کنید. شکل دیگری از سیستم های کنترلی است کنترل بردار بندپایان. بسیاری از بیماری ها توسط آفات و حشرات مختلف ایجاد می شوند که به عنوان ناقل یک بیماری عمل می کنند. با این حال، این گونه ها را نیز می توان تغییر داد تا دیگر بیماری را منتقل نکنند.  مطالعات اخیر انجام شده بر روی تعاملات حیات وحش نشان داده است که "80٪ از پاتوژن های حیوانی مربوطه موجود در ایالات متحده آمریکا دارای یک جزء حیات وحش بالقوه هستند." بنابراین کنترل چگونگی انتقال بیماری توسط حیات وحش می تواند بیماری را در حیوانات مزرعه کاهش دهد. 

سایر اشکال رایج سیستم های کنترل عبارتند از میزبان و کنترل جمعیتکه بیشتر با حذف اعضای جمعیت آلوده یا جداسازی اعضای جمعیتی که اصلاح شده اند انجام می شود. اگر اعضایی که اصلاح شده اند معدوم شوند، ممکن است شانس بیشتری برای تولید مثل با دیگر افراد اصلاح شده جمعیت داشته باشند. با گذشت زمان، این منجر به یک نسخه جدید مقاوم به بیماری از گونه خواهد شد.  

واکسیناسیون و ژن درمانی نیز اشکال رایج یک سیستم کنترل هستند. از آنجایی که تعداد بیشتری از گونه ها با یک نوع ضعیف شده ویروس واکسینه می شوند، گونه ایمنی ایجاد می کند. علاوه بر این، اگر ژن های یک موجود زنده دستکاری شوند، ارگانیسم می تواند در برابر آن بیماری مقاوم شود. این کنترل را می توان با کنترل میزبان و جمعیت برای افزایش بیشتر مقاومت جمعیت در برابر یک بیماری استفاده کرد. 

همه این شیوه ها در کشاورزی و تولید مواد غذایی با سیستم های بیوتکنولوژی استفاده می شود. دستکاری گونه های جانوری برای مقاوم شدن به بیماری هنوز یک علم نسبتاً جدید است، به این معنی که مهاجرت یک گونه برای مقاوم شدن یا مصون شدن کامل به بیماری به طور کامل تحقیق یا مستند نشده است. 

همانطور که در مورد دستکاری بیوتکنیکی و ژنتیکی بیشتر می آموزیم، توانایی خود را برای پرورش حیوانات سالم تر، تولید مواد غذایی ایمن تر برای تولید افزایش می دهیم و شیوع بیماری را کاهش می دهیم.  

ایجاد مقاومت در برابر بیماری با انتخاب ژنتیکی 

اعضای جمعیتی که توانایی طبیعی مقاومت در برابر بیماری را از خود نشان می دهند، می توانند باشند به طور انتخابی پرورش داده شد بنابراین اعضای بیشتری از گونه نیز می توانند آن صفات را نشان دهند. این به نوبه خود می‌تواند برای کشتار استفاده شود تا آن اعضا به طور مستمر در معرض عوامل دیگر قرار نگیرند و راحت‌تر فرزندان تولید کنند. این نوع انتخاب ژنتیکی متکی بر مقاومت است که بخشی از ساختار ژنتیکی حیوان است.  

اگر حیوان در معرض ویروس قرار گیرد و از طریق سیستم ایمنی خود ایمنی ایجاد کند، این احتمال وجود دارد که این مقاومت از بین نرود. این به دلیل تصادفی سازی طبیعی ژن در طول تولید مثل است. که در تحقیقات Eenennaam و Pohlmeierآنها می‌گویند، «از طریق انتخاب ژنتیکی، تولیدکنندگان دام می‌توانند تغییرات ژنتیکی خاصی را که با مقاومت در برابر بیماری مرتبط است انتخاب کنند.» 

ایجاد مقاومت در برابر بیماری با اصلاح ژنتیکی 

اعضای یک جمعیت را می توان با یک توالی ژن خاص تلقیح کرد که منجر به مقاومت در برابر یک بیماری خاص می شود. توالی ژن یا جایگزین یک توالی ژنی خاص در فرد می شود یا باعث می شود که یک توالی خاص فعال یا غیرفعال شود. 

برخی از آزمایشاتی که انجام شده است از جمله مقاومت به ورم پستان در گاوها می باشد. گاوها با ژن لیزوستافین تلقیح می شوند که منجر به فعال شدن یک توالی ژن می شود و مقاومت در برابر ورم پستان را در گاو افزایش می دهد. این نمونه ای از بیان بیش از حد تراریخته است، به این معنی که می توان آن را به کل گونه داد زیرا توالی ژن خود را به بخشی از DNA که برای گونه یکسان است متصل می کند. DNA اعضای مختلف یک گونه کمی متفاوت خواهد بود، بنابراین مهم است که بدانید ژن لیزوستافین برای کل گونه و نه فقط یک عضو کار می‌کند.  

سایر آزمونها شامل سرکوب پاتوژن های عفونت در گونه های مختلف است. در این صورت، گونه با دنباله ای از ویروس تلقیح می شود RNA. آن توالی خود را به RNA حیوانات وارد می کند. هنگامی که آن RNA رونویسی می شود تا پروتئین های خاصی ایجاد شود، ژن جدیدی که وارد شده است اکنون بیان می شود.  

تاثیر بیوتکنولوژی بر کشاورزی مدرن 

در حالی که عمل دستکاری حیوانات برای رسیدن به نتایجی که می‌خواهیم و کنترل بیماری‌ها برای ما تازگی ندارد، علم پشت این کار به شدت پیشرفت کرده است. با دانش ما در مورد نحوه عملکرد ژنتیک، توانایی ما در دستکاری ژن ها برای تولید نتایج جدید و با درک خود از بیماری، می توانیم به سطوح جدیدی از کشاورزی و تولید غذا دست یابیم. 

استفاده از ترکیبی از سیستم‌های کنترل بیماری و بیوتکنولوژی برای اصلاح به موقع گونه‌های حیوانات می‌تواند منجر به نسخه جدیدی شود که در برابر یک بیماری خاص مقاوم یا حتی مصون است. همانطور که اعضای یک جمعیت مقاوم به بیماری تولید مثل می کنند، فرزندان آنها نیز ژن های مقاوم به بیماری را در DNA خود خواهند داشت.  

حیواناتی که در برابر بیماری مقاوم هستند، زندگی سالم و بهتری خواهند داشت، برای بیماری های خاص نیازی به ایمن سازی ندارند و محصولات با کیفیت بهتری برای مصرف تولید می کنند. از نظر تجزیه و تحلیل هزینه و فایده، مقاوم بودن به بیماری بسیار سودمند است زیرا هزینه کمتری صرف نگهداری از حیوانات می شود و محصولات آن حیوانات کیفیت بهتری خواهند داشت. حیوانات مقاوم به بیماری همچنین از انتقال بیماری های ناشی از غذا بین حیوانات و انسان جلوگیری می کنند.