تاریخچه زیست‌فناوری

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

تاریخچهٔ زیست فناوری

بیوتکنولوژی (زیست فناوری)، استفاده از اصول علمی و مهندسی برای فرآوری مواد توسط عوامل بیولوژیکی به منظور ارائهٔ کالاها و خدمات است. از همان ابتدا، بیوتکنولوژی ارتباط نزدیکی را با جامعه برقرار کرده‌است.[۱] به لحاظ تاریخی این علم عمدتاً به حوزه غذا (مسائلی از جمله سوء تغذیه و قحطی) مرتبط بود. در حالی که امروزه حوزه تولید داروهای زیست فناوری اهمیت بیشتری پیدا کرده‌است. تاریخچهٔ بیوتکنولوژی با زیموتکنولوژی (تکنولوژی مخمرها و با تمرکز بر تکنیک‌های تولید آبجو آغاز گردید.

در ۱۹۷۸، با تولید انسولین انسانی مصنوعی، صحت ادعاهای لدبرگ (Lederberg) اثبات شدند و صنعت بیوتکنولوژی به سرعت رشد کرد. هر پیشرفت علمی جدید، یک رویداد رسانه ای برای جلب حمایت عمومی شد، و در دهه ی۱۹۸۰، بیوتکنولوژی به یک صنعت نوید بخش تبدیل گردید. در سال ۱۹۸۸، تنها پنج پروتئین از سلول‌های مهندسی شدهٔ ژنتیکی به عنوان دارو توسط ادارهٔ غذا و داروی ایالات متحده (FDA) تأیید شده بودند، اما این تعداد تا پایان دههٔ ۱۹۹۰ با سرعت چشمگیری به بیش از ۱۲۵ دارو رسیدند.

امروزه با ظهور ژن درمانی، مطالعات سلول‌های بنیادی، شبیه‌سازی، و مواد غذایی اصلاح شدهٔ ژنتیکی، رشته مهندسی ژنتیک مورد توجه زیادی قرار گرفته‌است.

ریشه‌های بیوتکنولوژی[ویرایش]

بیوتکنولوژی از رشتهٔ زیموتکنولوژی یا تخمیرشناسی (zymurgy) به وجود آمد. در اواخر قرن ۱۹ در آلمان، تولید آبجو به اندازهٔ فولاد در تولید ناخالص ملی کمک کرد و مالیات بر الکل نشان داد که می‌تواند منابع قابل توجهی از درآمد دولت باشد(۲). در دههٔ ۱۸۶۰، موسساتی به فناوری تولید آبجو اختصاص داده شده بودند. معروف‌ترین آن‌ها مؤسسهٔ خصوصی Carlsberg بود که در سال ۱۸۷۵ تأسیس شد. این شرکت Emil Christian Hansen را استخدام کرد. کسی که پیشگام تولید مخمر خالص به منظور بدست آوردن تولید آبجوی مرغوب بود. مؤسسات کمتر شناخته شدهٔ دیگری نیز وجود داشتند که فعالیت آن‌ها در پیشرفت صنعت تولید آبجو ایفای نقش کرد. یکی از آن‌ها، مؤسسهٔ Zymotechnic، در شیکاگو بود که توسط شیمیدان آلمانی John Ewald Siebel تأسیس گردید.

زیموتکنولوژی در جنگ جهانی اول برای پاسخ به نیازهای صنعتی در حمایت از جنگ گسترش یافت. Max Delbrück مخمر را در مقیاس وسیعی در طول جنگ برای پاسخگویی به ۶۰٪ از نیاز خوراک دام‌های آلمانی رشد داد.[۲] ترکیبات دیگری همچون اسید لاکتیک نیز از تخمیر بدست آمد. در سمت متفقین، شیمیدان روسی Chaim Weizmann از نشاسته برای برطرف کردن کمبود استون مورد نیاز انگلیسی‌ها که مادهٔ خام اصلی cordite است، بوسیلهٔ تخمیر ذرت به استون استفاده کرد.[۳] تخمیر در حال گسترش از تولید خانگی سنتی به سمت صنعتی بود و طولی نکشید که «زیموتکنولوژی» مسیر را برای «بیوتکنولوژی» باز کرد.

با گسترش کمبود مواد غذایی و کم شدن منابع، برخی به یک راه حل جدید صنعتی اندیشیدند. Károly Ereky مجارستانی واژهٔ «بیوتکنولوژی» را در سال ۱۹۱۹ در مجارستان برای توصیف یک تکنولوژی بر پایهٔ تبدیل مواد خام به محصولات مفیدتر ابداع کرد. او یک کشتارگاه برای هزار خوک و همچنین یک مزرعهٔ پرورش با فضایی برای ۵۰۰۰۰ خوک، و افزایش بیش از ۱۰۰۰۰۰ خوک در سال ساخت. این تشکیلات به یکی از بزرگترین و سود آورترین سازمان‌های گوشت و چربی در جهان تبدیل شد. در کتابی با عنوان Biotechnologie, Ereky به بسط موضوعی پرداخت که می‌توانست در قرن ۲۰ ام تکرار و تصریح شود: بیوتکنولوژی قادر به ارائهٔ راه حل‌هایی برای بحران‌های اجتماعی، مانند کمبود مواد غذایی و انرژی است.

برای Ereky، اصطلاح "biotechnology" فرایندی را نشان می‌داد که توسط آن مواد خام می‌توانند به صورت بیولوژیکی به محصولات مفید ارتقاء یابند.[۴] استفاده از این کلمه پس از جنگ جهانی اول به سرعت گسترش یافت و به عنوان «بیوتکنولوژی» وارد لغت نامه‌های آلمانی شد و تا خارج از کشور و حتی تا آمریکا برده شد. برای مثال، در شیکاگو، به وجود آمدن تحریم‌ها در پایان جنگ جهانی اول، صنایع بیولوژیکی را تشویق به ایجاد فرصت‌هایی برای محصولات تخمیری جدید، به ویژه بازاری برای نوشیدنی‌های غیر الکلی کرد. Emil Siebel، پسر بنیان‌گذار مؤسسهٔ Zymotechnic، از شرکت پدرش استعفا داد تا شرکت خود به نام «دفتر بیوتکنولوژی» (Bureau of Biotechnology)، را تأسیس کند. این شرکت در عرضهٔ نوشیدنی‌های تخمیری غیر الکلی تخصص داشت.[۱]

این باور که نیازهای یک جامعهٔ صنعتی می‌توانند بوسیلهٔ تخمیر ضایعات کشاورزی تأمین شوند، عنصری مهم از "جنبش chemurgic" بود.[۴]

فرایندهای مبتنی بر تخمیر، محصولات در حال رشد سودمندی را تولید کردند. در دههٔ ۱۹۴۰، پنی سیلین چشمگیرترین آن‌ها بود. با وجود اینکه پنی سیلین در انگلستان کشف شد، اما به صورت صنعتی در ایالات متحده و با استفاده از یک فرایند تخمیری، تولید گردید.[۵]

منافع بسیار زیاد و همچنین در آغاز دههٔ ۱۹۵۰، تکنولوژی تخمیر به اندازهٔ کافی برای تولید استروئیدها در مقیاس‌های صنعتی پیشرفت کرد.[۶] یکی از موارد مهم آن، کورتیزون نیمه مصنوعی اصلاح شده بود که روش قدیمی تولید ۳۱ مرحله ای آن، به ۱۱ مرحله ساده شد.[۷] تخمین زده شد که این پیشرفت باعث کاهش ۷۰ درصدی قیمت دارو و در نتیجه باعث ارزان شدن و در دسترس بودن آن می‌شود.[۸] امروزه و به احتمال زیاد در سال‌های آینده همچنان بیوتکنولوژی نقش اصلی را در تولید این محصولات ایفا می‌کند.[۹][۱۰]

منابع[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ 1. Bud, Robert; Cantley, Mark F. (1994). The Uses of Life: A History of Biotechnology (1st ed.). London: Cambridge University Press. pp. 1, 6, 7, 30, 133, 135, 138, 141–142, 155, 171–173, 165, 167, 174, 177, & 191. شابک ‎۹۷۸-۰-۵۲۱-۴۷۶۹۹-۷.
  2. 2. Thackray, Arnold (1998). Private Science: Biotechnology and the Rise of the Molecular Sciences. Philadelphia: University of Pennsylvania Press. pp. 6–8. ISBN 978-0-8122-3428-2.
  3. 3. Sifniades, Stylianos; Levy, Alan B. (2000). "Acetone". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a01_079.
  4. ۴٫۰ ۴٫۱ 4. Fiechter, A. ; Beppu, T. (2000). History of Modern Biotechnology I (1st ed.). Berlin: Springer Science & Business Media. pp. 153 & 170. ISBN 978-3-540-67793-2.
  5. 5. Gordon, J. J. ; Grenfell, E. ; Legge, B. J. ; Mcallister, R. C. A. ; White, T. (1947). "Methods of Penicillin Production in Submerged Culture on a Pilot-Plant Scale". Microbiology. 1: 187–202. PMID 20251279. doi:10.1099/00221287-1-2-187.
  6. 6. Capek, Milantadra; Oldrich, Hanc; Alois, Capek (1966). Microbial Transformations of Steroids. Prague: Academia Publishing House of Czechoslovak Academy of Sciences. ISBN 9789401176057. doi:10.1007/978-94-011-7603-3.
  7. 7. Leigh, H. M. ; Meister, P. D. ; Weintraub,, A. ; Reineke, L. M. ; Eppstein, S. H. ; Murray, H. C. ; Peterson, D. H. (1952). "Microbiological Transformations of Steroids.1 I. Introduction of Oxygen at Carbon-11 of Progesterone". Journal of the American Chemical Society. 73 (23): 5933–5936. doi:10.1021/ja01143a033.
  8. 8. Liese, Andreas; Seelbach, Karsten; Wandrey, Christian (2006). History of Industrial Biotransformations – Dreams and Realities (2nd ed.). New York: Wiley. ISBN 978-3-527-31001-2. doi:10.1002/9783527608188.ch1.
  9. 9. Ohno, Masaji; Otsuka, Masami; Yagisawa, Morimasa; Kondo, Shinichi; Öppinger, Heinz; Hoffmann, Hinrich; Sukatsch, Dieter; Hepner, Leo; Male, Celia (2000). "Antibiotics". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a02_467.
  10. 10. Sandow, Jürgen; Scheiffele, Ekkehard; Haring, Michael; Neef, Günter; Prezewowsky, Klaus; Stache, Ulrich (2000). "Hormones". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a13_089.