ბიოტექნოლოგია და მისი როლი ცხოველთა ცხოვრებაში

ბიოტექნოლოგიისეს არის ცოცხალი სისტემების გამოყენების პროცესი ახალი ორგანიზმების შესაქმნელად ან არსებულის შესაცვლელად. ეს პროცესი იყენებს ორგანიზმის სისტემა როგორც ერთგვარი შაბლონი ახალი პროდუქტების შესაქმნელად ან არსებული პროდუქტებისა და ტექნოლოგიების შესაცვლელად. ბიოტექნოლოგია გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა ფარმაცევტული, სოფლის მეურნეობა და მრავალი ბიოლოგიური სფერო. ბიოტექნოლოგიის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გამოყენება არის გენმოდიფიცირებული ორგანიზმების შექმნა ან მოკლედ გმო.  

გენეტიკაში, ბიოტექნოლოგია გამოიყენება მცენარეთა და ცხოველთა დნმ-ით მანიპულირებისთვის სხვადასხვა შედეგების მისაღებად. ეს იწვევს სახეობების ახალ ფორმებს, რომელთა მანიპულირება ხდება, როგორიცაა მოსავალი, რომელიც შეცვლილია ჰერბიციდების მიმართ რეზისტენტული და ორიგინალური მცენარე, რომელიც არ არის. ბიოტექნოლოგიის ერთ-ერთი გზა ამის გასაკეთებლად არის გარკვეული გენების თანმიმდევრობის ჩანაცვლება ორგანიზმის დნმ-ში, ან გარკვეული გენების უფრო გამოხატული ან დეპრესიული გამოვლინებით. მაგალითად, მცენარის ყუნწის წარმომქმნელი გენი შეიძლება იყოს ექსპრესიული, რომელიც უფრო აქტიური ხდება, ამიტომ მოდიფიცირებული მცენარე უფრო სქელი ყუნწით გაიზრდება.  

ეს იგივე პროცესი ასევე გამოიყენება ორგანიზმების რეზისტენტული სხვადასხვა დაავადებების მიმართ. გენების მოდიფიკაციამ შეიძლება შეცვალოს გენის გამოხატულება, ასე რომ ორგანიზმი აყალიბებს ბუნებრივ დაცვას დაავადების წინააღმდეგ და მდგრადია. ან დაავადება თავიდანვე ვერ აინფიცირებს ორგანიზმს. გენის მოდიფიკაცია ჩვეულებრივ გამოიყენება მცენარეებში, მაგრამ ასევე იწყებს უფრო მეტად გამოყენებას ცხოველებზე. ბიოტექნოლოგიური ინდუსტრიის ორგანიზაციის თანახმად, ”თანამედროვე ბიოტექნოლოგია უზრუნველყოფს გარღვევის პროდუქტებსა და ტექნოლოგიებს დამამშვიდებელ და იშვიათ დაავადებებთან საბრძოლველად“. 

ახალი სიცოცხლის შესაძლებლობა და მისი გავლენა მიწათმოქმედებაზე 

მიუხედავად იმისა, რომ ბიოტექნოლოგიის ეს გამოყენება არ ქმნის ორგანიზმის ახალ სახეობას, პოპულაციის გამრავლებამ შეიძლება გამოიწვიოს სახეობების ახალი ვარიაცია დროთა განმავლობაში. სხვა ვარიაციის ამ შექმნას შეიძლება თაობები დასჭირდეს, რაც დამოკიდებულია იმ პირობებზე და გარემოზე, რომელსაც მოსახლეობა ექვემდებარება. 

ცხოველთა სახეობები, რომლებიც ინახება ფერმებში, მჭიდროდ კონტროლდება და რეგულირდება და ინახება სტაბილურ პირობებში. ამ რეგულაციამ შეიძლება დააჩქაროს დრო, რომელიც სჭირდება ახალ მოდიფიცირებულ სახეობას პოპულაციაში დომინირებისთვის.   

შესაბამისად, ცხოველებს, რომლებიც ინახება ფერმებში, აქვთ შიდასახეობრივი ურთიერთქმედების უფრო მაღალი მაჩვენებელი. სახეობას შეუძლია მხოლოდ მისი სახეობის სხვა წევრებთან ურთიერთქმედება, რადგან შესაძლებელია გადაუდებელი ინფექციური დაავადება (EID) უფრო მაღალია. დაავადება, რომლის წინააღმდეგაც ორგანიზმი მოდიფიცირებულია, შეუძლია დაიპყროს დანარჩენი პოპულაცია, გაზარდოს წარმატებული გამრავლების შანსები და მოდიფიკაციის შემდგომი ტრანსპორტირება. ეს ნიშნავს, რომ შეცვლილი სახეობა გახდება დაავადების მიმართ მდგრადი, რითაც შექმნის უფრო მაღალი ხარისხის პროდუქტს.   

დაავადებათა კონტროლის სისტემები ცხოველთა სახეობებში 

თავად ბიოტექნოლოგია ყოველთვის არ არის საკმარისი ცხოველების დაავადებების გასაკონტროლებლად. ზოგჯერ, სხვა სისტემები უნდა არსებობდეს ცვლილებების დასახმარებლად. დაავადებათა კონტროლის სისტემებმა გენის მოდიფიკაციასთან ერთად შეიძლება გაზარდოს საერთო ეფექტურობა იმის შესახებ, თუ რამდენად კარგად ეწინააღმდეგება სახეობა დაავადებას.  

დაავადების კონტროლის სხვადასხვა სისტემა მოიცავს პრევენციული ქმედებებიეს, როგორც წესი, თავდაცვის პირველი ხაზია. პრევენციული ქმედებებით, მიზანია პრობლემის შეჩერება, სანამ ის დაიწყება, როგორც დიხები გამოიყენება წყალდიდობის კონტროლისთვის. კონტროლის სისტემების კიდევ ერთი ფორმაა ართროპოდის ვექტორის კონტროლი. ბევრ დაავადებას იწვევს სხვადასხვა მავნებლები და მწერები, რომლებიც დაავადების გადამცემის როლს ასრულებენ; თუმცა, ეს სახეობები ასევე შეიძლება შეიცვალოს, რათა მათ აღარ გადასცენ დაავადება.  ბოლო კვლევები ველურ ბუნების ურთიერთქმედებებზე ჩატარებულმა აჩვენა, რომ „ამერიკის შეერთებულ შტატებში არსებული ცხოველების შესაბამისი პათოგენების 80%-ს აქვს ველური ბუნების პოტენციური კომპონენტი“. ამრიგად, ველური ბუნების მიერ დაავადების გადაცემის კონტროლიმ შეიძლება შეამციროს დაავადება ფერმის ცხოველებში. 

კონტროლის სისტემების სხვა გავრცელებული ფორმები მოიცავს მასპინძელი და მოსახლეობის კონტროლი, რომელიც ძირითადად კეთდება ინფიცირებული მოსახლეობის წევრების განადგურებით ან მოდიფიცირებული პოპულაციის წევრების გამოყოფით. თუ მოდიფიცირებული წევრები განადგურდებიან, მათ შეიძლება ჰქონდეთ მეტი შანსი, გამრავლდნენ პოპულაციის სხვა მოდიფიცირებულ ინდივიდებთან. დროთა განმავლობაში, ეს გამოიწვევს სახეობის დაავადების ახალ ვერსიას.  

ვაქცინაცია და გენური თერაპია ასევე საკონტროლო სისტემის გავრცელებული ფორმებია. ვინაიდან უფრო მეტი სახეობა ვაქცინირებულია ვირუსის დასუსტებული ფორმით, სახეობა აყალიბებს იმუნიტეტს. გარდა ამისა, თუ ორგანიზმის გენები მანიპულირებს, ორგანიზმი შეიძლება გახდეს რეზისტენტული ამ დაავადების მიმართ. ეს კონტროლი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასპინძელთან და პოპულაციის კონტროლთან ერთად, რათა კიდევ უფრო გაზარდოს მოსახლეობის წინააღმდეგობა დაავადების მიმართ. 

ყველა ეს პრაქტიკა გამოიყენება მეურნეობაში და საკვების წარმოებაში ბიოტექნოლოგიური სისტემებით. ცხოველთა სახეობებით დაავადებისადმი რეზისტენტული მანიპულირება ჯერ კიდევ შედარებით ახალი მეცნიერებაა, რაც იმას ნიშნავს, რომ სახეობების მიგრაცია, რათა გახდეს სრულიად დაავადებისადმი რეზისტენტული ან იმუნური, ბოლომდე არ არის გამოკვლეული ან დოკუმენტირებული. 

რაც უფრო მეტს ვიგებთ ბიოტექნიკური და გენეტიკური მანიპულაციების შესახებ, ჩვენ ვზრდით ჩვენს უნარს გავატაროთ უფრო ჯანმრთელი ცხოველები, ვაწარმოოთ უფრო უსაფრთხო საკვები წარმოებისთვის და ვამცირებთ დაავადების გავრცელებას.  

გენეტიკური შერჩევით დაავადების წინააღმდეგობის შექმნა 

პოპულაციის წევრები, რომლებიც აჩვენებენ დაავადების წინააღმდეგობის ბუნებრივ უნარს, შეიძლება იყვნენ შერჩევით გამოყვანილი ასე რომ, სახეობის უფრო მეტ წევრს ასევე შეუძლია გამოავლინოს ეს თვისებები. ეს, თავის მხრივ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მოკვლასთან ერთად, რათა ეს წევრები მუდმივად არ იყვნენ სხვა ფაქტორების ზემოქმედების ქვეშ და უფრო ადვილად წარმოქმნან შთამომავლობა. ამ ტიპის გენეტიკური შერჩევა ეყრდნობა წინააღმდეგობას, რომელიც ცხოველის გენეტიკური შემადგენლობის ნაწილია.  

თუ ცხოველი ექვემდებარება ვირუსს და აყალიბებს იმუნიტეტს მისი იმუნური სისტემის მეშვეობით, არსებობს შანსი, რომ ეს წინააღმდეგობა არ გადაიცეს. ეს გამოწვეულია გენების ნორმალური რანდომიზაციით გამრავლების დროს. In ეენენამის და პოლმაიერის კვლევაისინი აცხადებენ, რომ „გენეტიკური გადარჩევის გზით, მეცხოველეობის მწარმოებლებს შეუძლიათ აირჩიონ გარკვეული გენეტიკური ვარიაციები, რომლებიც დაკავშირებულია დაავადების წინააღმდეგობასთან“. 

დაავადების წინააღმდეგობის შექმნა გენეტიკური მოდიფიკაციით 

პოპულაციის წევრებს შეუძლიათ დანერგონ კონკრეტული გენის თანმიმდევრობა, რაც იწვევს კონკრეტული დაავადების მიმართ რეზისტენტობას. გენის თანმიმდევრობა ან ცვლის კონკრეტულ გენის თანმიმდევრობას ინდივიდში, ან ხდის მას ისე, რომ კონკრეტული თანმიმდევრობა გააქტიურდეს ან დეაქტივირებული იყოს. 

ზოგიერთი ტესტები, რომლებიც გაკეთდა მოიცავს მასტიტის წინააღმდეგობას ძროხებში. ძროხებს უნერგავენ ლიზოსტაფინის გენს, რაც იწვევს გენის თანმიმდევრობის გააქტიურებას და ზრდის მასტიტის მიმართ რეზისტენტობას ძროხებში. ეს არის ტრანსგენის გადაჭარბებული გამოხატვის მაგალითი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის შეიძლება მიეცეს მთელ სახეობას, რადგან გენის თანმიმდევრობა ერთვის დნმ-ის ნაწილს, რომელიც იგივეა სახეობისთვის. ერთი და იმავე სახეობის სხვადასხვა წარმომადგენლის დნმ ოდნავ განსხვავდება, ამიტომ მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რომ ლიზოსტაფინის გენი იმუშავებს მთელ სახეობაზე და არა მხოლოდ ერთ წევრზე.  

სხვა ტესტები მოიცავს ინფექციური პათოგენების ჩახშობას სხვადასხვა სახეობებში. ამ შემთხვევაში, სახეობა დანერგილი იქნება ვირუსის თანმიმდევრობით RNA. ეს თანმიმდევრობა შეიტანს ცხოველის რნმ-ში. როდესაც ეს რნმ გადაიწერება გარკვეული ცილების შესაქმნელად, ახლა გამოისახება ახალი გენი, რომელიც იყო ჩასმული.  

ბიოტექნოლოგიის გავლენა თანამედროვე მეურნეობაზე 

მიუხედავად იმისა, რომ ცხოველებზე მანიპულირების აქტი, რათა მივიღოთ სასურველი შედეგები და დაავადების კონტროლი ჩვენთვის ახალი არ არის, მეცნიერება, თუ როგორ ვაკეთებთ ამას, მკვეთრად განვითარდა. ჩვენი ცოდნით, თუ როგორ მუშაობს გენეტიკა, გენების მანიპულირების უნარი ახალი შედეგების მისაღებად და დაავადების შესახებ ჩვენი გაგებით, ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ მეურნეობისა და საკვების წარმოების ახალ დონეებს. 

დაავადების კონტროლის სისტემებისა და ბიოტექნოლოგიის კომბინაციის გამოყენებამ ცხოველთა სახეობების დროულად მოდიფიცირებისთვის შეიძლება გამოიწვიოს ახალი ვერსია, რომელიც რეზისტენტული ან თუნდაც იმუნურია გარკვეული დაავადების მიმართ. როგორც დაავადების რეზისტენტული პოპულაციის წევრები მრავლდებიან, მათ შთამომავლებს ასევე ექნებათ დაავადების რეზისტენტული გენები დნმ-ში.  

ცხოველები, რომლებიც რეზისტენტულია დაავადების მიმართ, იცხოვრებენ უფრო ჯანსაღად და უკეთესად, არ დასჭირდებათ იმუნიზაციის მიღება გარკვეული დაავადებებისთვის და გამოიმუშავებენ უკეთესი ხარისხის პროდუქტებს მოხმარებისთვის. ხარჯ-სარგებლის ანალიზის თვალსაზრისით, დაავადებისადმი რეზისტენტობა ძალიან მომგებიანია, რადგან ნაკლები თანხა დაიხარჯება ცხოველების მოვლაზე და ამ ცხოველების პროდუქტები უკეთესი ხარისხის იქნება. დაავადების რეზისტენტული ცხოველები ასევე შეაჩერებენ საკვებით გამოწვეული დაავადებების გადაცემას ცხოველებსა და ადამიანებზე.