مقدمه
Genetically modified (GMO) محصول تراریخته
به محصولاتی گفته می شود که به منظور organisms
داشتن ویژگی هاي خاص و جدید و یا حذف صفات
نامطلوب، از لحاظ ژنتیکی اصلاح شده اند. اصلاح نژاد
محصولات، امري است که از دیرباز در کشاورزي و دام
پروري رایج بوده و به مدد آن، گیاهانی که روزي
غیرخوراکی و حتی غیرقابل استفاده بودند، امروزه از
معمول ترین مصارف روزانه در سراسر جهان اند. به عنوان
مثال موز که اکثر مردم تصور می کنند از ابتدا به این فرم
بوده، درگذشته فقط به شکل موز وحشی وجود داشته و
داراي هسته هاي بزرگ و غیرقابل خوردن بوده است.
اما اصلاح نژاد سنتی، که از طریق انتخاب محصول برتر و
داراي صفت مطلوب براي پرورش دهنده، پرورش آن و یا
پیوند دادن آن با گیاهان هم رده بود، به کندي پیش می
رفت و نتیجه معمولا پائین تر از سطح انتظار بود و یا حتی
بدون نتیجه می ماند. همچنین امکان انتقال صفت مطلوب
از سایر جانداران به محصول غیرممکن بود.
امروزه با استفاده از ابزارهاي پیشرفته بیوتکنولوژي، میتوان
ژن صفات مورد نظر را حتی از سایر جانداران به محصول
وارد کرد که بازدهی این روش بسیار بالاتر از اصلاح نژاد
به شیوه سنتی است.
امروزه موضوع محصولات تراریخته، از موضوعات مهم و
قابل بحثی است که ذهن بسیاري از مردم را درگیر خود
کرده است. نقش، فواید، مضرات و میزان قابل اعتماد بودن
آن ها، از مسائلی هستند که دانشمندان دائما درباره آن
مطالعه و تحقیق می کنند. در این مقاله به نقش محصولات
تراریخته در راستاي کمک به سلامت انسان، در قالب سه
بیوتکنولوژي و » ، « بیوتکنولوژي و تقویت زیستی » بخش
داروسازي مولکولی و داروهاي » و « غذاهاي کاربردي
پرداخته ایم. در ابتداي هر بخش مقدمه اي مربوط « زیستی
به آن مبحث به منظور درك بهتر موضوع آورده شده است.
در انتها، بعد از طرح مبحث ها، موانع موجود پیرامون این
مسائل و راه حل هاي پیشنهادي مطرح شده و نتیجه گیري
خواهیم کرد.
1 – بیوتکنولوژي و تقویت زیستی
امروزه یکی از چالش هاي اساسی این است که جمعیت
جهان از گرسنگی رنج می برند. همچنین بیش از نیمی از
جمعیت جهان به گرسنگی پنهان مبتلا هستند که ناشی از
کیفیت پایین غذاي در دسترس است. فقدان مواد مغذي به
طور اصلی وابسته به پروتئین ها و ریزمغذي هاست. گرچه
مکمل هاي غذایی و برنامه هاي تقویت غذایی براي رفع
این مشکل استفاده می شوند، اما این چنین برنامه ها
محدودیت هایی دارند؛ مثل: در دسترس نبودن جمعیت
هاي هدف در اغلب مواقع، پایدار نبودن این جمعیت ها در
طی زمان، پرداختن به رفع علائم بیماري و نه دلیل مسئله.
ارائه محصولات اصلی غذایی که از لحاظ مواد مغذي،
تقویت شده اند می تواند اثر عظیمی داشته باشد.
محصولات تقویت شده زیستی می توانند از طریق
روشهاي پرورشی سنتی تولید شوند؛ به شرط آنکه تنوع
ژنی کافی در جامعه محصول مورد نظر براي دستیابی به
ویژگی مطلوب موجود باشد. در محصولات اصلی مثل
با A برنج، بهبود بعضی ویژگی هاي پیچیده مثل ویتامین
استفاده از روش هاي پرورش مرسوم ممکن نیست؛ چون
هیچ نوع برنج طبیعی که غنی از این ویتامین باشد، وجود
را (A ندارد. همه گیاهان برنج بتا کاروتن (پرو – ویتامین
تولید می کنند ولی فقط در قسمت هاي سبز گیاه، نه در
قسمت هاي ذخیره نشاسته در دانه.
همچنین شیوه هاي پرورش مرسوم در گونه هاي تکثیر
رویشی (مثل سیب زمینی) به علت کمیابی روش پرورشی
مناسب از لحاظ ژنتیکی، براي غنی سازي این دسته از
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019
“عسگري، تاثیر گیاهان تراریخته بر سلامت انسان… ”
١۵۵
گیاهان بسیار سخت است. به علاوه، این شیوه ها نمی-
توانند ویژگی هاي مهمی مثل طعم که مصرف کننده انتظار
دارد را تغییر دهند. مهندسی ژنتیک و علم بیوتکنولوژي
رویکرد بسیار با ارزش و تکمیل کننده اي را براي پیشرفت
محصولات تقویتی ارائه می کند.
– 1- افزایش میزان پروتئین 1
سلول هاي بدن انسان فقط می توانند 10 نوع از 20 نوع
آمینواسید را تولید کنند و بقیه ي انواع آمینواسید از طریق
غذاي دریافتی تامین می شود. کاندیدهاي مناسب پروتئینی
براي تقویت زیستی عبارتند از: پروتئین ذخیره اي
AmA از سیب زمینی شیرین، پروتئین 1 A اسپورامین
Prince’s Feather آلبومین دانه گل تاج خروس
که یک ASP1 ، (Amaranthus hypochondriacus)
ASP پروتئین ذخیره اي مصنوعی غنی از آمینواسید است. 1
وارد و بیان Cassava به خوبی در برنج و گیاه مانیوك
شده است. اکنون سعی بر این است که میزان ذخیره
پروتئین در گیاهان تراریخته افزایش یابد.
A -2- مقابله با کمبود ویتامین 1
باعث نابینایی غیرقابل بازگشت، افزایش A کمبود ویتامین
حساسیت در برابر بیماري ها و همچنین مرگ می شود.
شامل دو ژن دریافتی از طریق Golden Rice برنج طلایی
مهندسی ژنتیک است. این دو ژن تولید آنزیم فیتوئن
و آنزیم فیتوئن Phytoene synthase (PSY) سنتاز
را رمزگذاري می Phytoene desaturase (CRTI) دساتوراز
از نرگس زرد و ژن PSY کنند. برنج طلایی 1 داراي ژن
Erwinia از باکتري گیاهی اروینیا اوردوورا CRTI
می باشد. uredovara
-3- محصولات غنی شده از آهن براي مقابله با آنمی 1
بیش از دومیلیارد نفر در تمام کشورها از آنمی فقر آهن
رنج می برند که این مسئله باعث شده کمبود آهن متداول
ترین کمبود ریزمغذي در سراسر جهان باشد. گوشت قرمز،
حبوبات و سبزیجات از منابع آهن هستند؛ گرچه میزان
دسترسی زیستی آهن در گیاهان کم است. در برنج، این
که یک مهارکننده قوي در Phytat مشکل با وجود فیتات
بازجذب آهن است، و همچنین کمبود فاکتور هاي کمک
کننده در بازجذب آهن، تشدید شده است.
از ، Ferritin القاي پروتئین ذخیره کننده آهن به نام فریتین
لوبیاسبز و لوبیاي سویا به اندوسپرم برنج، باعث افزایش 3
برابري آهن در دانه هاي برنج شده است. به منظور کاهش
میزان فیتات، آنزیم فیتاز به برنج منتقل شده و اکنون سعی
بر این است که ساختار برنج را بهینه سازي کنند. و در
آخر، بیان بیشتر یک پروتئین غنی از سیستئین که عناصر
فلزي را در برنج منتقل می کند، می تواند میزان بازجذب
آهن را طی گوارش بهبود دهد.
-4- افزایش فولیک اسید در گوجه فرنگی 1
کمبود فولیک اسید یک مشکل جهانی است که اکثرا خانم
ها در کشورهاي درحال توسعه با آن مواجه هستند. در
غذا، فولیک اسید بیشتر به فرم فولات وجود دارد. به منظور
افزایش میزان فولات در گوجه فرنگی، دانشمندان ژن آنزیم
کاتالیزکننده سنتز دو پیش ماده ي فولات را بیان کرده اند.
این عمل باعث شده که گوجه فرنگی تراریخته 25 برابر
فولات بیشتري داشته باشد.
-5- ذرت فیتاز 1
در چین ذرت فیتاز توسط آکادمی علوم کشاورزي چین
تولید شده، گواهی ایمنی زیستی را در سال 2009 دریافت
کرده و در سال 2014 نوسازي شده است.
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019
” “مجلھ ایمنی زیستی، دوره ششم، شماره ٢، پاییز ٩٢
١۵۶
-2 بیوتکنولوژي و غذاهاي کاربردي
غذاهاي کاربردي در کنار مواد مغذي اولیه و اصلی براي
سلامتی مفید هستند. این غذاها حاوي آنتی اکسیدان اند که
می تواند احتمال ابتلا به بیماري هاي مربوط به پیري را
کاهش دهد. غذاهاي اساسی و کاربردي شامل میوه ها و
سبزیجات، همه حبوبات، سویا، شیر، غذاهاي غنی شده،
نوشیدنی ها و بعضی مکمل هاي غذایی می شود. رژیم
غذایی و سلامتی بسیار به یکدیگر وابسته اند. بنابراین
محصولات از طریق بیوتکنولوژي تغییر می یابند تا داراي
سطح بیشتري از مواد فعال زیستی مهم باشند؛ براي تولید
مواد مغذي بهتر و از بین بردن اجزاء غذایی نامطلوب.
-1- سطح بالاي فیتوسترول ها براي کاهش کلسترول 2
Phytostanol و فیتوستانول Phytosterol فیتوسترول
مولکول هایی شبیه کلسترول هستند و در تمام غذاهاي
گیاهی یافت می شوند اما بالاترین میزان آنها در گیاهان
روغنی خام وجود دارد. مثل سبزیجات، روغن گردو یا
فندق و روغن زیتون. آجیل ها، دانه ها، تمام حبوبات، و
سبزي ها منابع خوب غذایی فیتوسترول هستند. مطالعات
نشان داده که این ترکیبات می توانند خطر ابتلا به بیماري
هاي قلبی عروقی را کاهش دهند.
به دلیل آن که فیتوستانول در طی فرآوري غذا پایدارتر از
فیتوسترول می باشد، مهندسی ژنتیک براي افزایش نسبت
فیتوسترول نسبت به فیتوستانول در کلزا و لوبیاي سویا به
کار رفته است.یک ژن از مخمر که آنزیم 3- هیدروکسی
استروئید اکسیداز را رمزدهی می کند، به گیاهان وارد شده
و فیتوسترول را به فیتوستانول تبدیل می کند.
A -2- سطح بالاي کاروتنوئیدها براي افزایش ویتامین 2
کاروتنوئید ها رنگدانه هاي زرد، نارنجی و قرمز موجود در
A گیاهان هستند. بعضی از کاروتنوئیدها در بدن به ویتامین
تبدیل می شوند که براي رشد و نمو طبیعی، عملکرد
سیستم ایمنی و بینایی ضروري است. مثال هایی از
کاروتنوئیدهاي موجود در گیاهان عبارتند از: آلفا و بتا
کاروتن (در هویج و کدوتنبل)، لیکوپن (در گوجه فرنگی)،
در گیاهان داراي Zeaxanthin و زآگزانتین Lutein لوتئین
برگ هاي سبز تیره).
محصولات تراریخته که میزان تولید کاروتنوئید در آنها
افزایش یافته عبارتند از: برنج تقویت شده با بتاکاروتن
(برنج طلایی)، کانولا با کاروتنوئید بالا، گوجه فرنگی با
بتاکاروتن بالا.
-3- سطح بالاي آنتی اکسیدان 2
آلودگی، تشعشعات، کشیدن سیگار و علف کشها رادیکال
هاي آزاد مضري در بدن ما تولید می کنند که باعث آسیب
و پروتئین ها، ترکیبات سلولی و در واقع ایجاد DNA به
سرطان می شوند. آنتی اکسیدان ها ترکیبات زیستی مهمی
هستند که با خنثی کردن فعالیت رادیکال هاي آزاد از بدن
محافظت می کنند. آنتی اکسیدان ها به شکل هاي مختلفی
وجود دارند، ترکیبات فنولیک مثل فلاونوئیدها و
توکوفرول ها متداول ترین هستند که در میوه ها و
سیزیجاتی مثل هویج، کلم بروکلی و توت ها یافت می-
شوند. براي بالابردن میزان فلاونوئید سیب زمینی، ژن منفرد
و ترکیب ژن ها براي تولید آنزیم هاي بیوسنتزکننده
فلاونوئید به این گیاه منتقل شده است. گیاه هاي تغییریافته
افزایش قابل توجهی در میزان فنولیک ها و ظرفیت آنتی
اکسیدان نشان داده اند.
-4- سطح بالاي اسیدهاي چرب ضروري 2
آلفا – ،(LA) اسیدهاي چرب ضروري شامل لاینولئیک اسید
و سایر اسیدهاي چرب غیراشباع (ALA) لاینولنیک اسید
هستند و به این Polyunsaturated fatty acids پلیمري
دلیل ضروري اند که در بدن تولید نمی شوند. میزان بالاي
این ترکیبات در رژیم غذایی باعث کاهش احتمال ابتلا به
بیماري هاي قلبی عروقی می شود. منبع غذایی اصلی
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019
“عسگري، تاثیر گیاهان تراریخته بر سلامت انسان… ”
١۵٧
اسیدهاي چرب امگا- 3 بلند زنجیر، ماهی ها هستند.گیاهان
آنزیم هاي سازنده اسیدهاي چرب بلند زنجیر را ندارند.
Arabidopsis دانشمندان دانشگاه بریستول آرابیدوپسیس
را اصلاح کرده اند تا اسیدهاي چرب غیراشباع thaliana
بلند زنجیر بسازد. گیاهان تراریخته با سه ژن که آنزیم هاي
مختلفی براي تبدیل لاینولئیک و آلفا – لاینولنیک به
اسیدهاي چرب غیراشباع بلندزنجیر می سازند، اصلاح
شده اند.
-5- لوبیاي سویا با لاینولنیک کم 2
در لوبیاي سویاي تراریخته، با خاموش کردن ژنی که
فعالیت آنزیم تبدیل کننده اولئیک اسید به لاینولنیک اسید
را کنترل می کند، می توانند روغن پایدار و مقاوم دربرابر
حرارت تولید کنند که براي سرخ کردن غذا مناسب خواهد
بود.
-6- ذرت با لیزین بالا 2
ذرت حاوي ذخایر کمی از لیزین و تریپتوفان در پروتئین
هاي ذخیره اي اصلی دانه به نام زین ها است. دانه هایی
که میزان پروتئین زین پائینی دارند، افزایش میزان لیزین و
تریپتوفان داشته اند. ذرت تراریخته ي حاوي میزان بالاي
لیزین و تریپتوفان، توسط ژنی که تولید و ذخیره ي آلفا –
زین را کاهش می دهد اصلاح شده اند. همچنین افزایش
ذخیره آمینواسیدهاي آزاد (آسپاراژین،آسپارتات و
گلوتامات) در دانه هایی که میزان زین در آنها کاهش یافته،
دیده شده است.
3 – داروسازي مولکولی و داروهاي زیستی
داروهاي زیستی، داروهایی هستند که در سیستم هاي زنده
تولید می شوند و براي استفاده هاي درمانی، تشخیصی و یا
مکمل هاي غذایی استفاده می شوند. استفاده از گیاهان در
مقایسه با سایر موجودات زنده براي تولید پروتئین ها
سودمندتر، امن تر و اقتصادي تر است. گیاهان به دلیل عدم
نیاز به ابزارهاي گران قیمت، هزینه ي تولیدي پائینی دارند.
اولین پروتئین بیان شده در گیاهان سرم انسانی آلبومین بود
که در سال 1990 در تنباکو و سیب زمینی تراریخته تولید
(PDPs) Plant- شد. سال ها بعد، داروهاي مشتق از گیاهان
یا داروهاي ساخته شده از derived pharmaceuticals
تجاري (PMPs) Plant-made pharmaceuticals گیاه
سازي شدند. در ادامه مثال هایی از داروهاي مشتق شده از
گیاهان براي بیماري هاي انسانی آورده شده است. هم
اکنون دانشمندان درحال تحقیق و بررسی روي این داروها
.( هستند. (جدول 1
تنباکوي تراریخته متداول ترین انتخاب براي مطالعه بر
پروتئین هاي ساخته شده در گیاه است؛ به دلیل بیومس
بالاي فرآورده آن و این که تنباکو مصرف غذایی ندارد.
سیب زمین اولین گیاهی بود که براي تولید واکسن استفاده
شد. محصولات گیاهی پربرگ هم براي مطالعه استفاده
شده اند، اما به دلیل عمر پایین این گیاهان بعد از درو
شدن، باید سریعا بعد از درو مورد مطالعه قرار بگیرند.
PDP براي حل این مشکل، از غلات براي تولید داروهاي
استفاده می شود. هم اکنون ذرت براي تولید تجاري
Trypsin گلوکورونیداز و تریپسین – b ، Avidin آویدین
استفاده شده است.
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019
١۵٨
جدول 1- داروهاي مشتق از گیاهان براي درمان بیماري هاي انسانی که در مسیر تجاري سازي هستند
Product Class Indication Crop
Non-Hodgkin’s Viral vectors in tobacco
lymphoma
Various singlechain Fv Antibody
antibody fragments
CaroRx Antibody Dental caries Transgenic tobacco
Transgenic maize
Transgenic potato
E. coli heat-labile toxin Vaccine Diarrhea
Cystic fibrosis, Transgenic maize
pancreatitis
Therapeutic
enzyme
Gastric lipase
Transgenic potato
Transgenic lettuce
Hepatitis B virus Vaccine Hepatitis B
surface antigen
Vitamin B12 Transgenic Arabidopsis
deficiency
Human intrinsic factor Dietary
Gastrointestinal Transgenic maize
infection
Lactoferrin Dietary
Norwalk virus Transgenic potato
infection
Norwalk virus capsid Vaccine
protein
Rabies glycoprotein Vaccine Rabies Viral vectors in spinach
Cyanoverin-N Microbicide HIV Transgenic tobacco
Insulin Hormone Diabetes Transgenic safflower
Lysozyme, Lactoferrin, Dietary Diarrhea Transgenic rice
Human serum albumin
موانع پیش رو
مشکل بزرگ در پیشرفت محصولات تقویتی زیستی،
هزینه تحقیقات و پیروي از مقررات، ناشی از آیین نامه
هاي احتیاطی شدید درمورد محصولات بیوتکنولوژي
است. در زمینه محصولات تقویتی زیستی که میزان
سود توسعه دهنده هاي خصوصی کم است،کمبود
سرمایه گذاري عمومی به این مشکل دامن زده است.
تجاري سازي محصولات غنی شده تراریخته به دلیل
وجود عوامل زیادي از قبیل هزینه هاي معرفی محصول
جدید به بازار و کمبود مقررات کنترلی مناسب، بسیار
محدود شده است.
راه حل هاي پیشنهادي و نتیجه گیري
سرمایه گذاري عمومی وخصوصی بیشتر در تولید
محصولات تراریخته، قوانین نظارت کننده مناسب بر
روند تولید این محصولات، راه اندازي بخش هاي
تولید کننده داخلی در این صنعت و مطالعه ي علمی
بیشتر در این زمینه می تواند بسیاري از موانع را
برطرف کند. گرچه این محصولات تحت نظارت
World health organization سازمان بهداشت جهانی
Food & سازمان غذا و کشاورزي ،(WHO)
و سازمان همکاري agriculture organization (FAO)
(OECD) Organization for و توسعه اقتصادي
تولید می- economic cooperation & development
شوند، اما می توان با نظارت ثانویه در کشورهاي
مصرف کننده، از سلامت آنها مطمئن شد.

مجلھ ایمنی زیستی
دوره ششم، شماره ٢، پاییز ١٣٩٢
تاثیر گیاهان تراریخته بر سلامت انسان از طریق داروهاي زیستی و غذاها
ماندانا عسکري
mandanaaskari96@gmail.com گروه زیست فناوري دانشگاه شهید چمران اهواز
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019
“عسگري، تاثیر گیاهان تراریخته بر سلامت انسان… ”
١۵٩
References
1. ISAAA, 50 biotech bites – biotechnology and biofortification , New York, September,
2015, pp. 110-113, available on:
http://isaaa.org/resources/publications/50biotechbites/download/default.asp
2. ISAAA, 50 biotech bites – functional foods and biotechnology, New York,
September, 2015, pp. 148-151, available on:
http://isaaa.org/resources/publications/50biotechbites/download/default.asp
3. ISAAA, 50 biotech bites – molecular pharming and biopharmaceuticals, New York,
September, 2015, pp. 156-158, available on:
http://isaaa.org/resources/publications/50biotechbites/download/default.asp
Downloaded from journalofbiosafety.ir at 10:44 +0430 on Monday May 13th 2019