عودة بطعم التقنية الحيوية

زوار مدونتي الكرام أعتذر عن الانقطاع القهري عن المدونة

و بمناسبة الإجازة الصيفيه و الفراغ القاتل الذي تسببه الإجازات و الذي يدفع المرء للنبش في الإنترنت ...

كان لنا عوده خاطفة و تدوينة جديده مع كتب سهلة الهضم لمتذوقي المعرفة و هي 3 كتب فعالة في القضاء على الفراغ العقلي الذي تسببه الإجازات و هي كتب في التقنية الحيوية. 

الكتاب الأول هو  Guide to Biotechnology

و يحتوي على استعراض شامل لتاريخ التقنية الحيوية و تطورها و أهم الانجازات و المخرجات لهذا العلم و تطبيقاته العملية

الكتاب مكتوب باللغة الانجليزية البسيطة و الجميل أنه لا يحتاج إلى متخصص لقراءته و يمكنكم تحميله كاملا"

من هــنــــا


نأتي للكتاب الثاني

 وهو  "معجم مصطلحات التقنية الحيوية في مجال الأغذية و الزراعة"

مترجم باللغة العربية الفصحى الصرفه و التي قد يجد البعض حرجا" في حفظ المصطلحات باللغة العربية لكن لعل التفسير العلمي ووجود المرادف باللغة الانجليزية يسهل الفهم و يزيل الإلتباس.

و هو أحد إصدارات منظمة الأغذية و الزراعة FAO ذات الباع الطويل في هذا المجال

وقد قام بترجمته الأستاذ الدكتورعبد الوهاب زايد من جامعة الإمارات

يمكنكم تحميله من هــــنـا

الكتاب الثالث

 و هو باللغة الإنجليزية ويحمل اسم Understanding Biotechnology

جدير بالقراءه فعلا" و يغطي مواضيع عديده هامة و أساسية في التقنية الحيوية

يمكنكم تحميله من هـنــــا

تمنياتي بقراءه ممتعة و مفيده

ماهي التقنية الحيوية Biotechnology ؟

البيوتكنولوجي أو التكنولوجيا الحيوية أو التقانة الحيوية أو التقنية الحيوية تعرف بأنها كل التطبيقات التكنولوجية التي تستخدم الكائنات الحية أو مشتقاتها ، لصنع أو تغيير المنتجات من أجل استخدامات معينة و تحقيق أقصى استفادة منها صناعيًا و زراعيًا و اقتصاديًا وذلك عن طريق تحسين خواصها وصفاتها الوراثية و تركز على دراسة الجانب الجينومى للكائن و على طرق و تقنيات نقل الجينات من كائن إلى آخر لتعديل صفة ما أو تحسين عيب و قد توسع التعريف مؤخرًا ليشمل إنتاج مواد بمساعدة كائنات حية كالأنزيمات والكتلة الحيوية، ثم تم تضييق التعريف ليركز على تقنيات جديدة بدلاً من عمليات الإنتاج التقليدية.

التقنية الحيوية وعلاقتها بالعلوم الأخرى :
و من العلوم التي يقوم عليها أساس التقنية الحيوية : (علم الوراثة ، علم الأحياء المجهرية ، زراعة الأنسجة ، البيولوجيا الجزيئية ، الكيمياء الحيوية ، علم الأجنة ، بيولوجيا الخلية) و لا يمكن اعتبار التقنية الحيوية فرع مستقل من العلوم نظرا لارتباطه بالعديد من العلوم الغير حيوية أيضا مثل : (الهندسة الكيميائية ، هندسة العمليات البيولوجية ، تكنولوجيا المعلومات ).

التقنية الحيوية و الأحياء الدقيقة :
تاريخيا ، استخدمت الكائنات الدقيقة في انتاج مواد مرغوبة أو تحسين المنتجات منذ عصور قديمة جدا : فالتخمرات تعتبرمن أقدم التقنيات الحيوية الميكروبيولوجية التي عرفها الانسان و كذلك صناعة اللبن و الجبن و الخبز المخمر والنبيذ و كذلك اللقاحات و المضادات الحيوية الطبيعية. و في عام 1917 كان أول استخدام مزرعة ميكروبيولوجية نقية في مجال الصناعة ، وقد استخدمت نشاء الذرة كبيئة لتتنمية بكتريا كلوستريديوم acetobutylicum ، لإنتاج الأسيتون و استخدامه في صناعة المتفجرات خلال الحرب العالمية الأولى.و في أوائل القرن العشرين تطور علم الميكروبيولوجي و كذلك استخداماته لتصنيع منتجات محددة.

التطبيقات الحالية لاستخدام الأحياء الدقيقة في مجال التقنية الحيوية :
حاليا ، تستخدم الكائنات الدقيقة كالبكتريا والفطريات و الفيروسات و الطحالب الدقيقة في نطاق واسع في التقنية الحيوية و تشمل تطبيقاتها مجلات عدة من ضمنها المجال الطبي و الغذائي و الزراعي و الصناعي و البيئي و من هذه التطبيقات :
- استخدام الكائنات الحية الدقيقة في الصناعات الغذائية كالخبز و البيره ومنتجات الحليب.
- استخدام الكائنات الدقيقة في إعادة تدوير النفايات وتنظيف المواقع الملوثة بسبب الأنشطة الصناعية (المعالجة الحيوية) و تشمل أيضا : استخدام الكائنات الدقيقة في تنقية المياه و معالجة مياه الصرف الصحي والتخلص من المخلفات العضوية و كذلك المخلفات الناتجة عن التعدين كالمخلفات البترولية و الزيتية .
-إنتاج الانسولين البشرى humo insulin
-استخدام البكتريا في إنتاج الاسمدة الحيوية bio fertilizers بدلاً من استخدام الاسمدة الكيماوية.
-تصنيع العديد من المركبات الكيميائية .
-استخدام الكائن الدقيق كناقل جيني في الهندسة الوراثية و يمكن بواسطتها نقل الصفات المرغوبة (مثل تحمل درجة الحرارة و نقص المياه من نباتات صحراوية) إلى نباتات أخرى زراعية .
- استخدام الكائن الدقيق لانتاج منتجات أخرى (مثل المواد البلاستيكية القابلة للتحلل ، الزيت النباتي ، الوقود الحيوي).
- انتاج الأسلحة البيولوجية .

تصنيفات التقنية الحيوية :
تقنية حيوية حمراء Red Biotechnology :
و هي التقنية الحيوية في المجال الطبى، من أمثلتها إنتاج المضادات الحيوية و اللقاحات من الكائنات الحية الدقيقة و استخدام الهندسة الوراثية في العلاج الجيني .

تقنية حيوية خضراء Green Biotechnology :
وهي التكنولوجيا الحيوية في المجال الزراعى ، من أمثلتها إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا ، المبيدات الحشرية غير الكيميائية، الاسمدة الحيوية .

تقنية حيوية زرقاء Blue Biotechnology :
و هي التطبيقات الحيوية في مجال أبحاث البحار و المياه عموما .

تقنية حيوية بيضاء White Biotechnology :
وتعرف أيضا بالتكنولوجيا في المجال الصناعي و من أمثلتها استخدام الكائنات الحية لإنتاج مواد كيميائية للاستخدام التجارى حيويًا بدلاً من إنتاجها صناعيًا كالانزيمات و الأحماض و الفيتامينات و المذيبات للأنسجة وإنتاج البلاستيك القابل للتحلل العضوى .

ميكروبات لإزالة المتفجرات

المتفجرات و بقايا الأسلحة و الذخائر قد لا تبدو مواد صالحة لابقاء أي كائن حي من الحيوانات والنباتات والكائنات الدقيقة ، لطالما كان لها آثار ضارة على صحة الإنسان والنظم الإيكولوجية الطبيعية بالقرب منها سواء كان انسان أو أقل من ذلك كيف لا، و قد عانى العالم منها ومن ويلاتها انسانيا و بيئيا و اقتصاديا، و لكن ربما ستعتبر هي الداء و الدواء حسب آخر مستجدات العلم .

فقد تمكن العلماء من عزل عده أنواع من الميكروبات من التربة الملوثة ببقايا الأسلحة و الذخائر وهذا أمر سيجعل من الممكن اعتبارها وسيلة لتنطيف التربة الملوثة من تلك البقايا بتحليلها عضويا بواسطة تلك الكائنات .

كيف يتم ذلك ؟

باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية فبعد جمع عينات من البكتريا و الفطريات المتواجده في مصانع الأسلحة أو مستودعات الذخيرة أو التربة المتضررة من الأسلحة والأنشطة العسكرية الأخرى، يتم تنميتها في معمليا على أوساط غذائية تحتوي على المواد المتفجرة، ثم يجري عزل البكتريا التي تستطيع أن تعيش فيها وتحللها، يلي ذلك محاولة عزل الجينات المسئولة عن تحليل المواد المتفجرة ونقلها إلى كائنات دقيقة أخرى يمكنها المعيشة في الأماكن الموبوءة بالتلوث العسكري. وباستخدام هذا الأسلوب يمكن تطوير سلالات ميكروبية قادرة على تحليل النيتروجلسرين الذي يعتبر مكونا رئيسيا للديناميت إلى ماء وغاز ثاني أكسيد الكربون.
و من الميكروبات التي تم عزلها الفطريات تم التعرف على أفراد من Alternaria ، Aspergillus ، Penicillium وTrichoderma.

وهذا يعنى أنه بمساعدة هذه البكتريا يمكن تنظيف مستودعات وحاويات المواد المتفجرة بتكلفة أقل بـ 10: 100 مرة من الطرق التقليدية المتبعة حاليا و قد نجح فريق من الباحثين في جامعة برلين في تطوير سلالة ميكروبية قادرة على تحليل مادتي (TNT) و (TND) المتفجرتين من خلال تحطيم النيتروجين المركب الموجود في جزيء المادتين، بحيث يصبح النيتروجين الناتج مخصب طبيعي للتربة، و يتوقع العلماء أن تساعد هذه الطريقة في إزالة 70% من بقايا المتفجرات الملوثة للتربة.

حلم البطارية الميكروبية Microbial battery أصبح واقعا !

منذ بداية الألفية الجديدة و حتى أيامنا هذه لا يزال حلم الطاقة الحيوية هو المشروع الأكبر الذي يداعب مخيلة العلماء ، لكن الأبحاث الجديده تبشر بامكانية تحقيق هذا الحلم و جعله واقعا ملموسا ، فقد تمكن فريق من العلماء في جامعة Massachusetts من عزل بكتريا نادرة الوجود , و ربما ستحل مكان البطاريات التقليدية مستقبلا وقد عثرعليها تحت عمق ثمانية عشر قدما في الوحل في قاع أويستر باي في ولاية فرجينيا. و الغريب فعلا هو قدرتها على تحمل التراكيز العالية من الأيونات ، علاوة على الظروف اللاهوائية. و تدعى هذه البكتريا Rhodoferax ferrireducens و هي من مجموعة البكتريا المتنفسة للحديد Iron Breathers؛ التي تعتمد على الحديد في التنفس بدلا من الأوكسجين.

عند زرع هذه البكتربا معمليا ، ازدهرت في بيئة لا هوائية بحتة و قد أظهرت نمو في درجة حراره 25 م. كما أظهرت نموا كبيرا في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 4 م في أوساط زراعية تحتوي على اللاكتات كمصدر للأيونات.
وقد تبين لاحقا أن مجموعة كبيرة من السكريات يمكن أن تكون بديلا عن اللاكتات لإنتاج نفس النتائج. وشملت هذه المصادرعدة أنواع من السكريات والخلات والزيلوز سكر الخشب.و هذه البكتريا تستطيع استغلال أكثر من 80 ٪ من الإلكترونات في أكسدة السكرو يتم نقلها مباشرة الى الحديد "أنود" و بالتالي انتاج طاقة كهربائية و يعكف العلماء حاليا على إعداد بطارية باستخدام هذه البكتريا و تغذيتها بالسكر مثل الجلوكوز Glucose و الفركتوز Fructose، والسكروز Sucrose.

وتوصف كمية الطاقة المنتجة بأن لها القدرة على تشغيل جهاز هاتف خلوي لمدة تصل إلى 25 يوما متصلة ودون الحاجة لإعادة شحنها مما و ربما تفيد مستقبلا في تشغيل البطاريات المستخدمة لتطبيقات عسكرية خصوصا للأجهزه الصغيرة التي تعمل لفترات في المناطق النائية كما أنها رخيصة التكاليف و صديقة للبيئة. خصوصا أنها ستساعد على التخلص من مخلفات اللاكتوز الناتج من صناعة الألبان وغيرها.

أقرأ المزيد هنا.

Microbiology Meets Engineering

Rhodoferax ferrireducens