تپش نبض حیات در نمک‌زارهای ایران

در دنیای جانداران و موجودات زنده سه قلمرو شامل جانوران و گیاهان، باکتری‌ها و آرکی‌ها که به عنوان قلمرو سوم حیات نام برده می‌شود، وجود دارند. آرکی‌ها، میکروارگانیسم‌هایی هستند که در شرایط سخت مانند حرارت خیلی زیاد یا کم، شرایط خیلی شدید اسیدی یا قلیایی و نمکزارها که سایر موجودات زنده مانند باکتری‌ها یا گیاهان قادر به حیات در آن نیستند، می‌توانند زندگی کنند.

 به دست آوردن این‌گونه موجودات در این شرایط سخت، نشان‌دهنده این است که این آرکی‌ها دارای ژن‌هایی هستند که تولید بعضی آنزیم‌ها را در آن شرایط برای آنان میسر ساخته است، بنابراین همان‌گونه که بشر از نسل‌های قبل ـ حدود 5 تا 6 هزار سال پیش ـ‌ توانست از گیاهان و حیوانات در عرصه دامداری و کشاورزی استفاده کند و حیوانات وحشی را اهلی کند و از گوشت، شیر و محصولاتشان استفاده کند، می‌تواند از این میکروارگانیسم‌ها هم برای زندگی‌اش بهره بگیرد. هر کدام از این میکروارگانیسم‌ها شرایطی را برای کشت گیاهان و حیات انسان فراهم کرده‌اند.

 مثلا از میکروارگانیسمی که توانسته در یک شرایط سخت حیات خودش را حفظ کند و آنزیم خاصی را تولید کند، ژن تولید آنزیم را شناسایی می‌کنیم و در یک موجود دیگر بهره‌برداری می‌کنیم یا با تکثیر آن در محیط، می‌توانیم آن آنزیم را تخلیص کنیم.

امروزه ذخایر میکروبی هر کشور یکی از منابع اصلی استقلال در جهت افزایش تولید محصولات کشاورزی و دامی، تولید داروها و آنتی‌بیوتیک‌ها، تولید و افزایش کیفیت مواد غذایی، حذف آلاینده‌ها و پاکسازی محیط زیست بوده و بدون استفاده از آن، کشور هرگز قادر به تغذیه جامعه انسانی و حفظ سلامت آن در آینده نخواهد بود.

بدون شک با افزایش دانش بشر، بر اهمیت این منابع افزوده می‌شود به طوری که هر روزه گونه‌های جدید میکروبی شناخته می‌شوند که حاوی ژن‌های با ارزشی مربوط به حذف آلاینده‌های محیطی یا با خاصیت‌های منحصر به فرد دارویی هستند که به گستره اطلاعات ما از ذخایر ژنتیکی افزوده می‌شود و هر کدام بالقوه می‌توانند تاثیر شگرفی روی ارتقای زندگی افراد و جامعه داشته باشند بنابراین مهم‌ترین ماموریت این مرکز شناسایی، حفظ، ذخیره‌سازی و ثبت ارگانیسم‌های قابل کشت از قبیل سلول‌های انسانی، جانوری، گیاهی و میکروارگانیسم‌ها، بخش‌های قابل همانندسازی مانند ژنوم، پلاسمید، ویروس‌ها و فیزیولوژی و ساختاری مربوط به این مجموعه‌ها و بیوانفورماتیک مربوط به آنهاست.

این مرکز به عنوان یکی از عناصر کلیدی زیرساخت‌های علمی و فناوری زیستی با تهیه، نگهداری و ارائه مواد بیولوژیک می‌تواند نقش بسزایی در علوم پزشکی و بهداشتی، صنایع‌نساجی، شیمیایی، داروسازی، غذایی و لبنی، کشاورزی، دفع سموم و آفات نباتی و آلودگی‌های زیست محیطی ازقبیل فلزات سنگین و موادنفتی، حفظ تنوع زیستی و محیط زیست و نیز تحقیقات بنیادی ایفا کند.

 بنابراین عمده مصرف‌کنندگان این ذخایر مراکز تحقیقاتی فعال در حوزه بیوتکنولوژی یا زیست فناوری، صنایع غذایی و دارویی و مرتبط با حوزه سلامت با بحث‌های سلول‌های انسانی هستند.

بله صددرصد. امروزه یکی از محورهای مهم برای تولید ثروت در کشورهای توسعه‌یافته صنعت بیوتکنولوژی است که بیشتر در صنایع دارویی و مواد غذایی کاربرد دارد و هم‌اکنون بیش از 50 رشته دانشگاهی مرتبط با حوزه بیوتکنولوژی در این زمینه و برای تولید علم و ثروت ایجاد شده است.

همچنین امروزه بحث ذخایر ژنتیک در مراکز ذخایر ژنتیکی و زیستی در دنیا به علت جمع‌آوری و نگهداری موجودات در حال انقراض و ایجاد شرایط بسیار بهینه برای آیندگان و محققان گسترش روزافزونی پیدا کرده است بنابراین با توجه به تنوع گونه‌های میکروبی و زیستی ایران توجه به ارزش‌های مراکز منابع زیستی در زمینه حفظ منابع ژنتیکی و تنوع میکروارگانیسم‌ها که نیاز ضروری طرح‌های بیوتکنولوژی و صنعت را تامین می‌کنند، بسیار مهم است.

در حوزه دارویی میکرو ارگانیسم‌هایی مانند گروه «اکتینو مایست‌ها» کاربرد دارند که موجب تولید داروهایی نظیر پنی‌سیلین می‌شوند. این محصولات در دنیا میلیاردها دلار سالانه فروش دارند. همچنین در حوزه درمان سلولی، سلول‌هایی مانند سلول‌های بنیادی بند ناف یا نمونه‌های سلولی که از خود فرد گرفته می‌شود،مورد توجه قرار گرفته‌اند که با تکثیر این سلول‌ها برای آینده ذخیره می‌شوند.

 بخش دیگر تحقیقات حوزه پزشکی که بودجه زیادی در دنیا برای آن صرف می‌شود، تحقیقات در حوزه سرطان است. در این تحقیقات رده‌های سلولی سرطانی که از بیماران سرطانی تولید می‌شود، در اختیار محققان برای شناسایی علل و عوامل سرطان و تاثیر داروهای جدید چه شیمیایی و گیاهی قرار می‌گیرد. اینها چیزهایی است که می‌توانند در بخش بانک سلول‌های انسانی ـ جانوری به ما کمک کنند.

اصولا از میکروارگانیسم‌ها در صنایع غذایی مانند پروبیوتیک‌ها، ریز جلبک‌ها و رنگ‌های طبیعی یا در تولید پروتئین مورد نیاز اعم از تخم‌مرغ، شیر و گوشت مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ممکن است در حوزه کشاورزی یک نوع ویروس در گندم‌ها مشاهده شود که چند قاره را در برمی‌گیرد و نابودکننده است اما گونه‌ای مقاوم به این ویروس شناسایی شود.

در حال حاضر باکتری‌ها به دو گونه بیماری‌زا و غیربیماری‌زا تقسیم‌بندی می‌شوند اما درصد میکروارگانیسم‌های غیر بیماری‌زا بسیار بیشتر از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا است. به عنوان مثال زمانی که یک انسان به دنیا می‌آید بدنش عاری از میکروب است اما تعداد میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا یک انسان بالغ در زمان مرگ بیشتر از سلول‌های او است.

 همچنین ممکن است یک میکروارگانیسم سم تولید کند اما سم آن در درمان خیلی از بیماری‌ها موثر باشد. پس نمی‌توانیم میکروارگانیسم را فقط به عنوان یک پدیده شوم درنظر بگیریم.

هر موجودی برای نگهداری طولانی مدتش شرایط خاصی را نیاز دارد.برخی از این میکروارگانیسم‌ها در دماهای خیلی پایین یا در شرایط ازت (196ـ درجه سانتی‌گراد) و برخی دیگر به صورت لیو فیلایز (به صورت پودر) نگهداری می‌شوند.

برخی از این میکروارگانیسم‌ها به مدت 20 سال و برخی دیگر را می‌توان حتی تا 100 سال در این مراکز نگهداری کرد. برای حفظ و ماندگاری این میکروارگانیسم‌ها یک دوره احیا می‌گذاریم یعنی این موجودات را از آن شرایط خارج وکشت می‌دهیم تا بار دیگر احیا شود. به عنوان مثال باید توانایی بذرهای گیاهان را هر چهار ، پنج سال یک بار بررسی کرد و دوباره کشت داد و از آنان بذر گرفت و آن بذر را دوباره ذخیره کرد.

هم‌اکنون به دلیل شرایط اقلیمی بسیار متنوعی که در ایران حاکم است می‌توان مکان‌هایی را یافت که سرشار از این آرکی‌ها باشند. به عنوان مثال می‌توان در دریاچه‌های نمک آرام بیدگل، ارومیه، قم و گرمسار این گونه میکروارگانیسم‌ها را یافت.

تا چندی پیش هیچ آرکی باکتری با نام ایرانی ثبت نشده بود اما خوشبختانه با تلاش محققان توانستیم اولین میکروارگانیسم قلمرو سوم حیات را شناسایی و به ثبت برسانیم. همچنین 2 تا3 آرکی باکتری دیگر نیز مراحل ثبت نهایی شان در حال سپری است اما هنوز اعلام نشده است.

همچنین تاکنون به علت توانمندی‌های این مرکز 45 نمونه از تمام موجودات اعم از گیاهان، جانوران، یوکاریوت‌ها و... در این مرکز ثبت شده است.

بله همین طور است. تا قبل از ثبت این میکروارگانیسم، مراحل ثبت و شناسایی این گونه‌ها باید در خارج از کشور رخ می‌داد بنابراین عده‌ای ازمحققان کشورهای دیگر با برداشتن نمونه خاک محیط و بردن به کشور خودشان،نام آن میکرو ارگانیسم را به نام کشور خودشان به ثبت می‌رساندند اما اینک زمان آن فرا رسیده که اعلام کنیم مرکز ذخایر ژنتیک و زیستی ایران مقدمات این کار را فراهم کرده تا محققان و پژوهشگران با جمع آوری نمونه‌ها، هر مرحله‌ای از این آزمایش‌ها را درمراکز تحقیقاتی و دانشگاهی کشور خودمان انجام بدهند و برای مراحل دیگر از مرکز ملی سرویس بگیرند تا میکروارگانیسم جدیدی را به ثبت برساند. ما اگر بتوانیم بانک‌هایمان را از نظر تعداد و تکثیرارگانیسم‌ها غنی کنیم، محققان داخلی می‌توانند روز به روز تحقیقات خیلی نوین و شایسته‌ای را انجام بدهند.

بحث توسعه بانک ذخایر ژنتیکی و زیستی را در کشورمان به این شکل می‌بینیم که یک مجموعه استانداردی به عنوان مرکز ملی باشد و کلکسیون‌های کوچکتری با امکانات مناسب و نیروی انسانی در سایر شهرها نیز اقدام به جمع‌آوری و شناسایی این موجودات کنند و این مرکز به عنوان تسهیلات مرکزی بتواند خدمات سرویس را به آنها بدهد.شناسایی این میکرو ارگانیسم‌ها درکشورهای دیگر هم بدین منوال است، مرحله شناسایی در یک مرکز انجام می‌شود پس از آن به مجموعه‌های مرکزی فرستاده می‌شود.