همایش «ذخایر ژنتیک- گذشته، حال و آینده» به همت گروه علوم کشاورزی فرهنگستان علوم برگزار شد.

به گزارش روابط عمومی فرهنگستان علوم، دکتر محمدعلی آموزگار، استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران در این همایش درباره تنوع زیستی میکروبی و توسعه پایدار اظهار کرد: امروزه ذخایر میکروبی هر کشور از منابع اصلی جهت تولید محصولات کشاورزی، دامی، داروهای آنتی‌بیوتیک و ضد سرطان؛ تولید مواد غذایی و افزایش کیفیت آنها، حذف آلاینده‌ها و پاکسازی محیط زیست به شمار می‌آید و بدون آنها زندگی در کره زمین دوام نخواهد داشت چون چرخه عناصر در کره زمین بوسیله میکروارگانیسم‌ها چرخانده و تکمیل می‌شود.

وی افزود: بدون شک با افزایش دانش بشر، بر اهمیت این منابع افزوده می‌شود. هر روز گونه‌های جدید میکروبی شناخته می‌شوند که حاوی ژن‌های با ارزش مربوط به حذف آلاینده‌های محیطی و یا با خاصیت‌های منحصر به فرد دارویی هستند و با کشف آنها به گستره اطلاعات ما از ذخایر ژنتیکی افزوده می‌شود.

استاد دانشکده زیست‌شناسی دانشگاه تهران بیان کرد: هر کدام از محصولات زیستی به طور بالقوه تاثیر شگرفی بر روی ارتقای زندگی افراد و جامعه دارند. اهمیت موضوع فوق با در نظر گرفتن این مطلب آشکارتر می‌شود که به دلیل نوپا بودن علم میکروبیولوژی در مقایسه با دیگر شاخه‌های علوم بررسی و طبقه‌بندی موجودات زنده، تاکنون فقط حدود 1% از میکروارگانیسم‌های موجود در کره زمین شناخته شده‌اند.

دکتر آموزگار ادامه داد: میکروارگانیسم‌ها به عنوان یکی از اجزای اصلی و ضروری زیست کره، در تمامی شبکه‌ها و زنجیره‌های غذایی در طبیعت نقش آشکاری را ایفا می‌کنند. اغلب آن‌ها نقش مفید و سودمندی را برای طبیعت و انسان در تولید بسیاری از فرآورده‌ها همچون آنزیم‌های صنعتی، آنتی‌بیوتیک‌ها، واکسن‌ها، ویتامین‌ها و فرآورده‌های غذایی بر عهده دارند.

وی عنوان کرد: البته تعداد اندکی از میکروارگانیسم‌ها نیز برای انسان پرخطر بوده و به طور مستقیم یا غیرمستقیم انسان‌ها، گیاهان و حیوانات را دچار بیماری کرده و به آن‌ها آسیب می‌رسانند. بد بودن و خوب بودن در تمام جوامع زیستی از جمله انسان‌ها وجود دارد. همان‌طور که ما در جوامع انسانی، انسان‌های خوب و بد داریم، در جوامع میکروبی نیز میکروب‌های خوب و بد داشته که البته موارد بد آن بسیار اندک است. تولید جهانی محصولات میکروبی در سال 2010 برابر 150 میلیارد دلار و امروزه در حدود 900 میلیارد دلار است. بازار محصولات میکروبی شامل کودهای زیستی، حشره‌کش‌های زیستی و پروبیوتیک‌ها در سال 2024 به حدود 42 میلیارد دلار رسیده است. در حوزه سلامت 60 درصد بازار را محصولات میکروبی تشکیل می‌دهد و ارزش آن در سال 2020، 320 میلیارد دلار بوده است.

ضرورت توسعه روش‌های جدید در حفاظت از ذخایر ژنتیکی

دکتر محمدرضا نقوی، استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران در این همایش درباره توسعه روش‌های جدید در حفاظت و بهره‌برداری از ذخایر ژنتیکی بیان کرد: منابع ژنتیکی با مشارکت در توسعه داروها، بهره‌وری کشاورزی و راه‌حل‌های زیست‌محیطی، نقشی حیاتی در تداوم حیات روی زمین ایفا می‌کنند. با این حال، کاهش سریع تنوع زیستی، تهدیدی جدی برای این منابع ارزشمند به شمار می‌رود. روش‌های سنتی حفاظت، گرچه مؤثر هستند، اما در حفظ کارآمدِ گستره وسیع تنوع ژنتیکی محدودیت‌هایی دارند.

وی ادامه داد: برای مقابله با این چالش‌ها، رویکردهای نوینی مانند حفاظت مبتنی بر DNA، زیست‌شناسی ترکیبی و انتخاب ژنومی به عنوان راه‌حل‌های نوآورانه در حال ظهور هستند. روش‌های پیشرفته‌ای مانند تعیین توالی نسل بعدی، ویرایش ژنوم، تحلیل تک سلولی و هوش مصنوعی، قابلیت‌های بی‌سابقه‌ای را در مدیریت مؤثرتر منابع ژنتیکی ارائه می‌دهند. در حالی که چالش‌هایی مانند چارچوب‌های نظارتی و پذیرش عمومی همچنان وجود دارد، فرصت‌های ناشی از این پیشرفت‌ها قابل توجه است و نویدبخش کارایی بیشتر، اثربخشی بهتر و پایداری بیشتر در حفاظت و بهره‌برداری از منابع ژنتیکی است. پذیرش این روش‌های نوین برای صیانت از تنوع زیستی به نفع نسل‌های حال و آینده ضروری است.

استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای انجام اقدامات پیشگیرانه

دکتر عبدالرضا دانشور آملی، عضو هیئت علمی بانک سلول­های انسانی و جانوری مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران در این همایش با موضوع معرفی و توسعه روش‌های جدید در حفاظت و بهره‌برداری از ذخایر ژنتیکی جانوری گفت: امروزه بحث پیرامون حفظ ذخایر ژنتیکی جانوری در جهان در حال افزایش است و عمده تمرکز آن در کشورهای در حال توسعه است که امری منطقی است زیرا بیشتر گونه‌ها و نژادهای جانوری در این کشورها وجود دارند و خصوصیات آنها نیز کمتر شناخته شده است.

وی ادامه داد: حفاظت از ذخایر ژنتیکی عبارت از حفظ تنوع ژنتیکی به گونه‌‌ای که جانور قادر به سازگاری با چالش‌‌های پیش‌‌رو باشد. طی 70 سال گذشته تغییرات زیادی در شرایط اقلیمی و محیطی مؤثر بر تکثیر و پرورش جانوران ایجاد شده و دلیلی وجود ندارد که تصور شود در سال‌‌های آینده چنین تغییراتی وجود نخواهد داشت.

عضو هیئت علمی پژوهشگاه رویان بیان کرد: بنابراین بهترین راهکار برای حفظ ظرفیت ژنتیکی جانوران، حفظ تنوع ژنتیکی در داخل گونه‌‌ها و بین نژادها است. نکته قابل ذکر در زمینه ذخایر ژنتیک این است که حفاظت صرفاً شامل گونه‌ها و نژادهای در معرض خطر نیست، بلکه به طور کلی‌تر هدف، گونه‌ها و نژادهایی است که در حال حاضر از نقطه نظر زیست محیطی و اقتصادی فاقد ارزش بوده و کمتر مورد بهره-برداری قرار می‌‌گیرند ولی ممکن است در آینده نزدیک بهره‌‌برداری از آن‌‌ها بیشتر مورد توجه قرار گیرد.

دکتر شاهزاده فاضلی افزود: روش‌‌های مختلفی برای حفاظت از ذخایر ژنتیکی جانوران مطرح است که شامل مواردی چون نگهداری دام زنده در محل (In Situ) نگهداری دام زنده در خارج از مزرعه (Ex Situ) و روش‌‌های آزمایشگاهی  (In Vitro)می‌‌شود. اگر چه حفاظت از جانوران و دام‌ها به صورت زنده مزایای زیادی دارد ولی در اغلب کشورهای درحال توسعه به دلیل عدم توسعه اقتصادی در حدی که بتوانند به طور مناسبی از این فعالیت‌‌ها پشتیبانی کنند، گونه‌های بومی در معرض خطر اساسی هستند و توصیه می‌‌شود تا در کنار آن از سایر روش‌‌ها مانند روش‌‌های آزمایشگاهی و انجماد نیز استفاده شود. حفظ مواد بیولوژیکی مانند سلول‌‌ها و بافت‌ها می‌‌تواند دسترسی آینده به تنوع ژنتیکی را تسهیل کند و به عنوان پایه‌‌ای برای مجموعه جدیدی از گزینه‌‌های حفاظتی عمل کند.

وی اضافه کرد: بانک‌‌های زیستی باید به عنوان فرصتی بزرگ برای حیات وحش، جانوران و دام‌‌ها، از طریق نگهداری نمونه‌‌های بیولوژیکی DNA، سلول‌‌های سوماتیک، بافت‌‌ها، خون، ژرم پلاسم و جنین‌‌ها محسوب شوند و یک پایگاه داده علمی اساسی برای طرح‌‌های حفاظتی گونه‌‌های در معرض تهدید را تشکیل دهند.

عضو هیئت علمی پژوهشگاه رویان عنوان کرد: علاوه بر این، امروزه هوش مصنوعی با کاربردهای نظارتی بر سیستم‌‌های پرورش و نگهداری جانوران تا جمع‌‌آوری DNA محیطی، در حال تبدیل شدن به یک نیروی قدرتمند در حفاظت از ذخایر ژنتیکی است. با توسعه فناوری و بهینه‌‌سازی روش‌های حفاظت و انجماد، راه‌های جدیدی برای پردازش داده‌ها و درگیر کردن مردم در مورد مسائل مربوط به حفاظت از محیط زیست ایجاد می‌‌شود.

دکتر شاهزاده ادامه داد:‌ الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تجزیه و تحلیل داده‌ها از منابع مختلف، مانند خوانش حسگرها و سوابق سلامت، می‌توانند شیوع بیماری‌ها در گله‌ها را شناسایی کرده و به انجام به موقع اقدامات پیشگیرانه کمک کنند. مجموعه این روش‌ها و تکنولوژی‌ها می‌‌تواند ظرفیت های مناسبی برای حفاظت از ذخایر ژنتیک جانوری فراهم آورد. این نکته نیز باید مدنظر قرار گیرد که به دلیل ماهیت پویای گونه‌ها و نژادهای جانوری و شرایط اقلیمی و همچنین تغییرات همیشگی در مورد تهدیدهای موجود، برنامه‌‌های حفاظتی نباید ثابت و یکسان باشند. لذا برای حفاظت از ذخایر ژنتیکی جانوری باید ضمن داشتن پویایی لازم در به‌کارگیری روش‌های موجود، از تکنولوژی‌‌های نوین نیز بهره‌برداری کرد.

گالری تصاویر