Making a Flu Vaccine Without the Virus

کاربردهای زسیت فناوری در صنعت نساجی از حدود صد سال قبل با به کارگیری آنزیم های آمیلاز استخراج شده از مالت برای زدودن آهارهای نشاسته ای آغاز شد. با پیشرفت صنایع نساجی و ضرورت کاهش هزینه ها در تولید انبوه ، زیست فناوری راه حل های فزاینده ای را به این صنعت ارائه داده است. استفاده از ابزارهای کنترل ، آنالیز و شناسایی همچون زیست حسگر ها به منظور شناسایی رنگ ، شناسایی الیاف گرانبها از سایر الیاف و تولید صافی ها و پوشش های محافظ در صنعت نساجی ، اصلاح مواد خام مثل پنبه ، پشم و کتان ، کرم ابریشم و تولید مواد جدید از جمله بیوپلیمرها و نیز فرآیندهای آنزیمی برای آماده سازی ، محافظت و بهبود کیفیت پارچه های تولیدی از نمونه دستاوردهای زیست فناوری در صنعت نساجی است.

کاربرد زیست فناوری در صنایع مختلف که منجر به تولید فرآورده های گوناگون با صرف هزینه و انرژی کمتر ، ضایعات اندک و کمترین اثر مخرب بر محیط زیست می شود موجب شده است که این فناوری به یکی از پاک ترین و در عین حال سودآورترین بخش های صنعت شهرت یابد و امکان تولید فرآورده هایی که قبلاً وجود داشته یا تهیه دشواری داشته است فراهم شود.

تأمین سلامت و بهداشت جمعیت 6 میلیاردی کره زمین از طریق تولید داروهای نوترکیب و واکسن ها ، تشخیص سریع تر و مؤثر تر بیماری های گوناگون از جمله بیماری های ژنتیکی و دستیابی به روش های کم هزینه برای درمان بیماری ها و یافتن درمان بیماری ها و یافتن درمان بیماری های صعب العلاج از قابلیت های زیست فناوری پزشکی است.

در طی سال های طولانی ، کنترل و مداوای بیماری ها با فرستادن دارو به بدن بیمار به کمک قرص ، کپسول ، آمپول ، محلول های خوراکی و پمادها صورت پذیرفته است. اگرچه این روش ها هنوز هم به صورت گسترده ای کاربرد دارند ، اما در مواردی که دوره معالجه طولانی مدت است و مقدار داروی وارد شده به بدن هم باید زیاد باشد ، با مسائل و مشکلاتی همراه است. یکی از مشکلات کنونی مصرف داروها ، نوسانی بودن سطح دارو در بدن است که فرد را مجبور به مصرف دارو در فواصل معین می کند. این امر علاوه بر اینکه بدن را هر بار با نوسان های نامطلوب و مضر روبرو می سازد در مواردی که بیماران باید در یک دوره طولانی مدت آن دارو را مصرف کنند خسته کننده خواهد بود و اغلب آنان فراموش می کنند دارو در زمان تعیین شده مصرف کنند. افزون براین ، مواد دارویی می توانند بر روی برخی از اعضای دیگر بدن با عوارض جانبی همراه باشند. سمیت و آثار زیان بار داروهای شیمی درمانی بر سیستم عصبی و دفاعی بدن ، عوارض برخی داروها داروهای خوراکی بر معده و کلیه و نیز دفع سریع بسیاری از این داروها از بدن بدون آنکه اثر درمانی خود را اعمال کرده باشند ، از جمله مسائلی است که در روش های رایج مصرف دارو پاسخی برای آن وجود ندارد. به منظور غلبه بر این مشکلات ، در چند دهه گذشته حامل ها و نانوحامل هایی از جنس پلیمر یا چربی به وجود آمده که دارو در آن ها قرار گرفته و به بدن فرستاده می شوند. دانش زیست فناوری تلاش دارد ساملنه هایی برای انتقال دارو به بدن طراحی کند که زیست سازگار باشند ، برای بدن عوارض جانبی ایجاد نکنند و مهمتر از همه اینکه دارو تحت سرعت مشخص یا در مکان مشخص ، برحسب نیاز بدن یا نوع بیماری از این حامل ها رهایش شود. به این ترتیب انتقال دارو بهبود می یابد ، رهایش حتی در نقاط ویژه ای از بدن که انتقال دارو به صورت معمولی ممکن نیست (مثل مغز) قابل انجام است و آثار سمی برخی داروها مثل داروهای ضد سرطان در تمام بدن پخش نمی شود که منجر به ریزش مو و کاهش توانایی سیستم ایمنی بدن شود و فقط در همان محدوده تومور ، دارو رهایش می شود.

در بخش مهندسی پزشکی نیز زیست فناوری توانسته با کمک طراحی حامل های پلیمری که نانوذراتی مثل طلا ، نقره ، آهن و کادمیم سولفات (مورد استفاده در عکسبرداری و ردیابی) را حمل می کنند تصویربرداری را دقیق تر کند و سرعت تشخیص را افزایش دهد و آثار سمی این نانوذرات فلزی که برای عکسبرداری به بدن وارد می شوند را کاهش دهد.

مهندسی ژنتیک به عنوان یکی از پایه های اصلی زیست فناوری پزشکی توانسته است دورنماهای تازه ای را در پزشکی و درمان بگشاید. مشخص ترین کاربرد آن تولید انواع پروتئین ، مثلاً هورمون ها و فاکتورهای رشد است. می توان ژن هایی که این پروتئین ها را تولید می کند به DNA موجودات دیگری مثل باکتری ، گوسفند یا گاو وارد کرد. اگر DNA نوترکیبی را که به این شکل به وجود آمده است به باکتری وارد کنند ، با رشد و تقسیم سلولی ، باکتری های جدید دیگری به وجود می آیند که همگی آنها دارای ژن تولید این پروتئین در DNA خود هستند. این فرآیند را اصطلاحاً کلون کردن می گویند. در حال حاضر کلون سازی حیواناتی چون گوسفند و گاو نیز توسط مهندسی ژنتیک دسترس پذیر شده است. DNA نوترکیب حاوی ژن پروتئین را به سلول تخمک حیواناتی مثل گوسفند وگاو انتقال می دهند. سپس این سلول تخمک به رحم گوسفند یا گاو مادر ، سرانجام بزغاله یا گوساله ای به وجود می آید که دارای ژن آن پروتئین در بدن خود است. چنین گوسفندی یا گاوی در تمام زندگی اش تولید کننده آن داروی پروتئینی خاص خواهد بود که به راحتی می توان آن را از شیر این حیوانات استخراج کرد.

همچنین تولید بافت ها و اندام های جدید در آزمایشگاه برای پیوند زدن ، از دیگر موضوعاتی است که در زیست فناوری پزشکی در حال پیگیری است و آینده امیدوارکننده ای برای آن پیش بینی می شود.  

در قرن حاضر افزایش بی رویه جمعیت و نیاز به تأمین مواد غذایی باعث شد در زمینه علوم کشاورزی و مواد غذایی شاهد یک گذر جدی و اجتناب ناپذیر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته و به کارگیری روش های نوین زیست فناوری در تولید محصولات زراعی و دامی باشیم. در این حوزه ، زیست فناوری به دو دسته گیاهی و حیوانی تقسیم می شود. بیوتکنولوژی گیاهی ، کاربردهای حال و آینده مهندسی مواد خام حاصل از گیاهان است که شامل عملکرد محصولات ، تغییر ترکیب محصول (اسیدهای چرب ، پروتئین ها ، طعم ، رنگ و...) بهبود ترکیب تغذیه ای ، تبیین ژن های جدید (پروتئین ها ، سیستم تثبیت نیتروژن) ، بهبود قابلیت نگهداری (انبارداری ، طول عمر نگهداری) کاهش مراحل فرآیند و بهبود مقاومت می باشد. در بخش بیوتکنولوژی حیوانی نیز هدف بهبود کیفیت مواد غذایی از جمله بالا بردن میزان به طور مثال شیر و گوشت حیوانات ، بهبود مقاومت در برابر بیماری ها و تولید گوشت و شیر بهتر است. تاکنون گیاهان زراعی تراریخته پرمحصول و مقاوم مانند ذرت ، برنج ، سویا ، گوجه فرنگی و گندم تولید شده و روش های نوین زیست فناوری در افزایش تولید شیر و گوشت دام مؤثر واقع شده اند. به طور کلی عمده ترین کاربردهای زیست فناوری کشاورزی را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد :

-          ایجاد گیاهان مقاوم به حشرات و آفت ها

-          ایجاد گیاهان تحمل کننده علف کش ها

-          ایجاد گیاهان مقاوم به بیماری های ویروسی و قارچی

-          ایجاد گیاهان مقاوم به شرایط مانند سرما ، گرما و شوری

-          ایجاد گیاهان دارای ارزش های غذایی ویژه و با طعم و عطر بهتر

-          ایجاد گیاهان دارای خاصیت درمانی – پیشگیری

-          ایجاد گیاهان دارای خصوصیت متابولیکی تغییر یافته مانند رشد سریع و راندمان کشت بالاتر

-          ایجاد دام های تراریخته دارای خصوصیات ویژه ای مانند تولید شیر زیاد یا گوشت کم چربی

-          ایجاد جانورانی که به عنوان کارخانه تولید آنتی بادی و واکسن و دارو عمل کنند

-          ایجاد ماهی ها و سایر دام هایی که با سرعت زیاد رشد می کنند.