تويت
تحسين وراثي
Genetic improvement - Amélioration génétique
التحسين الوراثي
التحسين الوراثي genetic improvement مجموعة من الوسائل العلمية التي تستخدم لانتقاء نباتات محسنة [ر. الاصطفاء النباتي] أو حيوانات ذات صفات إنتاجية وتناسلية جيدة وإكثارها بغية تحسينها كماً ونوعاً على مدى الأجيال المتتالية، بالاستعانة بعدد من العلوم مثل الوراثة وفيزيولوجية التكاثر والإحصاء وغيرها.
تنفذ أعمال التحسين الوراثي لتطوير إنتاجية الحيوانات مثل كمية الحليب ومكوناته والبيض والصوف وعدد المواليد وسرعة النمو والأوزان وغيرها من صفات كمية اقتصادية هامة، وهذه عادة ناتجة من فعل عدد من المورثات، وتتأثر بالعوامل البيئية تأثراً كبيراً. وقد استخدمت تقانات الاصطفاء selection والتربية breeding على مدى قرون عدة لتحسين العروق والسلالات الحيوانية والداجنة المختلفة [ر. الاصطفاء الحيواني]، وحققت تقدماً وراثياً ملحوظاً في بلدان كثيرة.
ومع استخدام التطبيقات الحديثة في مجالات زراعية كثيرة، يمكن الإشارة الى استخدام عدد من التقانات الحيوية لتحسين حيوانات المزرعة وإنتاجياتها.
التقانات التناسلية
بعد مرور قرن من الزمن, مايزال التلقيح الاصطناعي artificial insemination مستخدماً بجمع السوائل المنوية من الذكور الممتازة، ثم تمدد لتلقيح أكبر عدد ممكن من الإناث، بغية تطوير التراكيب الوراثية في أنسالها، إضافة إلى إمكان حفظ السوائل المنوية الممددة مجمدة لسنوات كثيرة. وتعد هذه التقانة أهم وسائل التحسين الوراثي على أوسع نطاق ممكن.
بدأ الباحثون بعد نجاح استنساخ[ر] cloning النعجة «دولي» Dolly في اسكتلندة عام 1997، باستخدام هذه التقانة لإنتاج حيوانات مستنسخة ذات صفات متميزة، ومع وجود اعتراضات كثيرة على هذه التقانة وكونها معقدة وذات تكاليف كبيرة، فإنه يتوقع لها أن تنتشر في المستقبل، وأن يكون لها تطبيقات مفيدة في تكوين حيوانات ممتازة الصفات وفي حفظ الأنواع المهددة بالانقراض.
ومن جهة أخرى، فإن استخدام تقانة نقل الأجنة embryo transfer يزداد انتشاراً بغية زيادة عدد النسل الممكن إنتاجه من الإناث. وتجرى هذه العملية بتحريض هرموني لإناث «مانحة» donors لتنتج عدداً أكبر من البويضات (ويدعى هذا الإباضة المتعددة multiple ovulation)، ومن ثم تلقح هذه الإناث، وتجمع الأجنة منها لتنقل مباشرة أو بعد فترة من التجميد إلى إناث «مستقبلة» recipient لتنمو في أرحامها. وما تزال هذه العملية مرتفعة التكاليف، وسيؤدي تخفيضها وتسهيل تنفيذها إلى انتشارها على نطاق واسع.
يضاف إلى ذلك استخدام الإخصاب في الزجاج in vitro fertilization أو IVF في أعمال التحسين الوراثي، حيث تجمع البويضات من الإناث المانحة وإنضاجها خارج الجسم ثم إخصابها بسوائل منوية من ذكور ممتازة، وتنقل الأجنة الناتجة بعد ذلك إلى إناث مستقبلة لإحداث الحمل فيها.
وقد خطت تقانة تجنيس النطاف sperm sexing خطوات مهمة منذ أوائل التسعينات من القرن الماضي، وتستخدم لفرز النطاف إلى قسمين حسب محتوى كل منهما من الصبغي X أو Y (وهما صبغيا الجنس sex chromosomes في الإنسان والحيوان)، بغية إنتاج نسل من جنس sex واحد، مما يؤدي إلى زيادة سرعة إحداث التغيير الوراثي في المجموع الذي تجرى فيه. هذا ويعمل الباحثون على تطوير سرعة فصل النطاف وتحسين كفاءة هذه التقانة ذات الأهمية التطبيقية البالغة لدى الإنسان أو الحيوان.
التقانات الجزيئية
تستخدم التقانات الجزيئية لتحديد المورثات المسؤولة عن الصفات المرغوب فيها ونشرها على أوسع نطاق ممكن، بالاستفادة من بعض التقانات التناسلية السابق ذكرها.
يعتمد الاصطفاء المدعوم بالواسم maker assisted selection على تحديد مورثات معينة أو أجزاء من الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين[ر. الدناDNA ] مرتبطة ارتباطاً جيداً مع مواقع مورثات لصفات مرغوب فيها، فتستخدم الوسمة ومن ثم لتحديد المورثات المهمة، ويؤمل أن يصير استخدام هذه التقانة على نطاق واسع أمراً ممكناً في المستقبل القريب، وذلك بعد التغلب على عدد من المعوقات الفنية, وخاصة عند استخدامها في حالة الوراثة الكمية quantitative inheritance حيث تتحكم عدة مورثات في مظهر الصفة الواحدة.
أما الهندسة الوراثية genetic engineering فإنها تعتمد على نقل أجزاء من الدنا (مورثات معينة) بين الأنواع الحيوانية وضمنها. ولم تنتشر بعد على نطاق واسع في برامج التحسين الوراثي بسبب ارتفاع تكاليف تنفيذها وانخفاض معدلات نجاحها. وعلى النقيض من ذلك فإن نجاحاً كبيراً قد تحقق في تجارب نقل مورثات تُشفَّر لإنتاج بروتينات هامة اقتصادياً من الإنسان أو الحيوان إلى البكتريا لتصير الأخيرة «معملاً حيوياً» ينتج البروتينات المرغوبة بكميات وفيرة وتكاليف منخفضة نسبياً. ومن أمثلة ذلك إنتاج هرمون الأنسولين ثم هرمون النمو من البكتريا. وتجرى دراسات عديدة لإنتاج عقاقير صيدلانية من حليب الأبقار أو المجترات الصغيرة (الضأن والماعز). وإذا أمكن استخدام الهندسة الوراثية على نطاق واسع فإنها ستكون بالغة التأثير في زيادة التباين الوراثي ضمن القطعان وبينها، وفي نقل مورثات هامة إلى حيوانات لا تمتلكها، مثل نقل مورثات مقاومة أمراض معينة إلى الماشية أو الدواجن. أضف إلى ذلك الفوائد الكبيرة التي يمكن أن تنجم عن «حذف» مورثات ضارة أو «إصلاح» مورثات شاذة في قطيع ما.
يمكن الإشارة إلى البصمة الوراثية[ر] genetic fingerprinting التي يزداد استخدامها لتوصيف دنا أفراد مختلفة، وتعتمد على استخدام عينات صغيرة من بعض خلايا الأفراد لإنتاج «مخططات» وراثية خاصة بها، ومتميزة من سواها (إلا التوائم الصنوية أو المتطابقة). وتستخدم هذه التقانة بشكل متزايد في تحديد الأبوة لنسل الحيوانات وتحديد تركيبها العرقي.
أسامة عارف العوا
Genetic improvement - Amélioration génétique
التحسين الوراثي
التحسين الوراثي genetic improvement مجموعة من الوسائل العلمية التي تستخدم لانتقاء نباتات محسنة [ر. الاصطفاء النباتي] أو حيوانات ذات صفات إنتاجية وتناسلية جيدة وإكثارها بغية تحسينها كماً ونوعاً على مدى الأجيال المتتالية، بالاستعانة بعدد من العلوم مثل الوراثة وفيزيولوجية التكاثر والإحصاء وغيرها.
تنفذ أعمال التحسين الوراثي لتطوير إنتاجية الحيوانات مثل كمية الحليب ومكوناته والبيض والصوف وعدد المواليد وسرعة النمو والأوزان وغيرها من صفات كمية اقتصادية هامة، وهذه عادة ناتجة من فعل عدد من المورثات، وتتأثر بالعوامل البيئية تأثراً كبيراً. وقد استخدمت تقانات الاصطفاء selection والتربية breeding على مدى قرون عدة لتحسين العروق والسلالات الحيوانية والداجنة المختلفة [ر. الاصطفاء الحيواني]، وحققت تقدماً وراثياً ملحوظاً في بلدان كثيرة.
ومع استخدام التطبيقات الحديثة في مجالات زراعية كثيرة، يمكن الإشارة الى استخدام عدد من التقانات الحيوية لتحسين حيوانات المزرعة وإنتاجياتها.
التقانات التناسلية
بعد مرور قرن من الزمن, مايزال التلقيح الاصطناعي artificial insemination مستخدماً بجمع السوائل المنوية من الذكور الممتازة، ثم تمدد لتلقيح أكبر عدد ممكن من الإناث، بغية تطوير التراكيب الوراثية في أنسالها، إضافة إلى إمكان حفظ السوائل المنوية الممددة مجمدة لسنوات كثيرة. وتعد هذه التقانة أهم وسائل التحسين الوراثي على أوسع نطاق ممكن.
بدأ الباحثون بعد نجاح استنساخ[ر] cloning النعجة «دولي» Dolly في اسكتلندة عام 1997، باستخدام هذه التقانة لإنتاج حيوانات مستنسخة ذات صفات متميزة، ومع وجود اعتراضات كثيرة على هذه التقانة وكونها معقدة وذات تكاليف كبيرة، فإنه يتوقع لها أن تنتشر في المستقبل، وأن يكون لها تطبيقات مفيدة في تكوين حيوانات ممتازة الصفات وفي حفظ الأنواع المهددة بالانقراض.
ومن جهة أخرى، فإن استخدام تقانة نقل الأجنة embryo transfer يزداد انتشاراً بغية زيادة عدد النسل الممكن إنتاجه من الإناث. وتجرى هذه العملية بتحريض هرموني لإناث «مانحة» donors لتنتج عدداً أكبر من البويضات (ويدعى هذا الإباضة المتعددة multiple ovulation)، ومن ثم تلقح هذه الإناث، وتجمع الأجنة منها لتنقل مباشرة أو بعد فترة من التجميد إلى إناث «مستقبلة» recipient لتنمو في أرحامها. وما تزال هذه العملية مرتفعة التكاليف، وسيؤدي تخفيضها وتسهيل تنفيذها إلى انتشارها على نطاق واسع.
يضاف إلى ذلك استخدام الإخصاب في الزجاج in vitro fertilization أو IVF في أعمال التحسين الوراثي، حيث تجمع البويضات من الإناث المانحة وإنضاجها خارج الجسم ثم إخصابها بسوائل منوية من ذكور ممتازة، وتنقل الأجنة الناتجة بعد ذلك إلى إناث مستقبلة لإحداث الحمل فيها.
وقد خطت تقانة تجنيس النطاف sperm sexing خطوات مهمة منذ أوائل التسعينات من القرن الماضي، وتستخدم لفرز النطاف إلى قسمين حسب محتوى كل منهما من الصبغي X أو Y (وهما صبغيا الجنس sex chromosomes في الإنسان والحيوان)، بغية إنتاج نسل من جنس sex واحد، مما يؤدي إلى زيادة سرعة إحداث التغيير الوراثي في المجموع الذي تجرى فيه. هذا ويعمل الباحثون على تطوير سرعة فصل النطاف وتحسين كفاءة هذه التقانة ذات الأهمية التطبيقية البالغة لدى الإنسان أو الحيوان.
التقانات الجزيئية
تستخدم التقانات الجزيئية لتحديد المورثات المسؤولة عن الصفات المرغوب فيها ونشرها على أوسع نطاق ممكن، بالاستفادة من بعض التقانات التناسلية السابق ذكرها.
يعتمد الاصطفاء المدعوم بالواسم maker assisted selection على تحديد مورثات معينة أو أجزاء من الحمض الريبي النووي المنقوص الأكسجين[ر. الدناDNA ] مرتبطة ارتباطاً جيداً مع مواقع مورثات لصفات مرغوب فيها، فتستخدم الوسمة ومن ثم لتحديد المورثات المهمة، ويؤمل أن يصير استخدام هذه التقانة على نطاق واسع أمراً ممكناً في المستقبل القريب، وذلك بعد التغلب على عدد من المعوقات الفنية, وخاصة عند استخدامها في حالة الوراثة الكمية quantitative inheritance حيث تتحكم عدة مورثات في مظهر الصفة الواحدة.
أما الهندسة الوراثية genetic engineering فإنها تعتمد على نقل أجزاء من الدنا (مورثات معينة) بين الأنواع الحيوانية وضمنها. ولم تنتشر بعد على نطاق واسع في برامج التحسين الوراثي بسبب ارتفاع تكاليف تنفيذها وانخفاض معدلات نجاحها. وعلى النقيض من ذلك فإن نجاحاً كبيراً قد تحقق في تجارب نقل مورثات تُشفَّر لإنتاج بروتينات هامة اقتصادياً من الإنسان أو الحيوان إلى البكتريا لتصير الأخيرة «معملاً حيوياً» ينتج البروتينات المرغوبة بكميات وفيرة وتكاليف منخفضة نسبياً. ومن أمثلة ذلك إنتاج هرمون الأنسولين ثم هرمون النمو من البكتريا. وتجرى دراسات عديدة لإنتاج عقاقير صيدلانية من حليب الأبقار أو المجترات الصغيرة (الضأن والماعز). وإذا أمكن استخدام الهندسة الوراثية على نطاق واسع فإنها ستكون بالغة التأثير في زيادة التباين الوراثي ضمن القطعان وبينها، وفي نقل مورثات هامة إلى حيوانات لا تمتلكها، مثل نقل مورثات مقاومة أمراض معينة إلى الماشية أو الدواجن. أضف إلى ذلك الفوائد الكبيرة التي يمكن أن تنجم عن «حذف» مورثات ضارة أو «إصلاح» مورثات شاذة في قطيع ما.
يمكن الإشارة إلى البصمة الوراثية[ر] genetic fingerprinting التي يزداد استخدامها لتوصيف دنا أفراد مختلفة، وتعتمد على استخدام عينات صغيرة من بعض خلايا الأفراد لإنتاج «مخططات» وراثية خاصة بها، ومتميزة من سواها (إلا التوائم الصنوية أو المتطابقة). وتستخدم هذه التقانة بشكل متزايد في تحديد الأبوة لنسل الحيوانات وتحديد تركيبها العرقي.
أسامة عارف العوا