تُعتبر التكنولوجيا الحيوية من القطاعات الحيوية في الصناعة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعلم الأحياء. وقد قدمت تقنية البايو تكنولوجي في الفترة الأخيرة العديد من التطبيقات والاكتشافات التي أبهرت البشرية، وكان لها تأثير ملحوظ على تحسين صحة الإنسان.

دور التكنولوجيا الحيوية

التكنولوجيا الحيوية تعني استخدام الكائنات الحية لإنتاج منتجات تساهم في صالح البشرية. يتم توظيف علم الأحياء للتأثير في مجموعة متنوعة من المجالات العلمية والحياتية. وتشمل أهمية هذا العلم العديد من المجالات، منها:

• الإنتاج الحيواني.
• تطوير المحاصيل والنباتات.
• الصناعة.
• الطب.
• البيئة.

سنستعرض بعض طرق الاستفادة من علم التكنولوجيا الحيوية بشكل موسع في الفقرات التالية.

الإنتاج الحيواني

لقد أثرت التكنولوجيا الحيوية بشكل إيجابي على تطوير الإنتاج الحيواني من خلال:

• زيادة الكتلة العضلية للحيوانات.
• تعزيز القدرة على مقاومة الأمراض التي تصيب الحيوانات وتؤثر سلبًا على إنتاجيتها.
• تحسين إنتاجية المنتجات الحيوانية مثل البيض والحليب والبروتين.

تطوير الزراعة والمحاصيل النباتية

كان للتكنولوجيا الحيوية تأثير فعال في زيادة الإنتاج الزراعي من خلال:

• إجراء تعديلات جينية على أنواع معينة من النباتات، مما يمكنها من التكيف مع الظروف القاسية مثل الصقيع والحشرات.
• تعزيز قدرة النباتات على مقاومة الآفات والأمراض.
• تقليل الأضرار الناتجة عن المبيدات الحشرية.
• زيادة القيمة الغذائية وطعم وجودة المحاصيل التي تم تعديلها باستخدام التكنولوجيا الحيوية.
• التحكم في حجم ولون الثمار وفقًا للاحتياجات.
• زيادة إنتاجية المحاصيل في فترة زمنية قصيرة.

الصناعة وإنتاج الطاقة

أسهمت التكنولوجيا الحيوية في تطوير الصناعات من خلال:

• إنتاج الوقود الحيوي.
• تصنيع المواد الكيميائية.
• التخفيف من مشكلة الاحتباس الحراري التي تؤثر على العديد من البيئات.
• تطوير مصادر الطاقة الصديقة للبيئة.
• إتاحة مصادر طاقة متجددة تقلل من الأثر البيئي.
• تمكن العلماء من إنتاج الوقود الحيوي من أنواع من النفايات التي لم يكن يتم الاستفادة منها سابقًا.
• كما ساهمت التكنولوجيا الحيوية في تحسين تصنيع المواد الغذائية من خلال:
  • تعديل الإنزيمات المستخدمة في صناعة العصائر، والخبز، وأنواع الجبن.
  • رفع القيمة الغذائية للمواد الغذائية مثل تطوير الأرز الذهبي.

التطبيقات الطبية

حققت التكنولوجيا الحيوية إنجازات كبيرة في تطوير العلاجات الطبية من خلال:

• توفير حوالي 250 منتجًا دوائيًا، بما في ذلك الأنسولين الذي يعتبر علاجًا حيويًا لمرض السكري.
• توفير مجموعة كبيرة من اللقاحات الخاصة بالفيروسات والأمراض المعدية.
• إنتاج علاجات طبية لعلاج الاضطرابات الجينية والوراثية عبر اكتشاف الطفرات الجينية.
• تعديل بعض أنواع البكتيريا لإنتاج مادة السايتوكين التي تعزز مناعة الجسم، وهي ذات أهمية خاصة للمرضى الذين يعانون من خلل جيني.
• استخدام المعلومات الجينية لتحديد العلاجات المناسبة وتقليل الآثار الجانبية لبعض الأدوية.

حماية البيئة

لعبت التكنولوجيا الحيوية دورًا حيويًا في مواجهة العديد من التحديات البيئية، حيث أنها:

• تستخدم كائنات حية ونباتات تمت هندستها جينيًا لإزالة الملوثات من الماء والتربة.
• تساهم في تقليل انبعاث الغازات الضارة الناتجة عن المصانع.
• تستثمر العلماء في كائنات دقيقة لمعالجة التسرب النفطي في المحيطات.
• تعمل على تطوير مفاعلات حيوية تُنتج إنزيمات تساعد في تحليل النفايات الصلبة وتحويلها إلى وقود حيوي.
• استطاع علماء البيئة إنتاج الميثان من بعض البكتيريا واستخدامه كوقود، مما خفض معدلات التلوث.

أقسام التكنولوجيا الحيوية

في إطار استعراضنا لأهمية التكنولوجيا الحيوية، يجب الإشارة إلى تصنيف هذا العلم إلى عدة أقسام ذات دلالات مختلفة، منها:

• التكنولوجيا الحيوية الحمراء (Red Biotechnology): ترتبط بالمجال الطبي والعلاجي حيث تشمل:
  • إنتاج مضادات حيوية من الكائنات الدقيقة.
  • إنتاج أدوية تركز على المشكلات الجينية.
  • علاج الأمراض الخطرة مثل السرطان.
• التكنولوجيا الحيوية الخضراء (Green Biotechnology): تتعلق بالنباتات وتطبيق النظريات الزراعية مثل:
  • تطوير نباتات جديدة بتعديلات وراثية.
  • زراعة الأنسجة النباتية.
  • تطوير مبيدات حشرية صديقة للبيئة.
  • إنتاج أسمدة حيوية لزيادة خصوبة التربة.
• التكنولوجيا الحيوية البيضاء (White Biotechnology): تعرف أيضًا بالتكنولوجيا الصناعية، وهي الأكثر شيوعًا وتتضمن:
  • استخدام الكائنات الدقيقة لإنتاج المواد الكيميائية.
  • معالجة الأنسجة والجلود.
  • إنتاج الكحول وبعض الأحماض الأمينية.
• التكنولوجيا الحيوية الزرقاء (Blue Biotechnology): تركز على دراسة الأحياء البحرية وعمليات التطوير البيولوجي الخاصة بها.

الجامعات التي تدرس التكنولوجيا الحيوية

هناك عدة جامعات مميزة تتيح دراسة تخصص التكنولوجيا الحيوية، منها:

• جامعة هارفارد.
• جامعة أكسفورد.
• جامعة ستانفورد.
• جامعة كامبريدج.
• معهد ماساتشوستس.

من الجدير بالذكر أن خريجي هذا التخصص يتفردون بمعرفة أحدث التقنيات في مجال التعديل الوراثي، مما يؤهلهم للعمل في مجالات متعددة تشمل:

• تطوير الأدوية العلاجية.
• تصنيع اللقاحات والتطعيمات الجديدة.
• تهجين النباتات.
• استخدام البكتيريا في معالجة النفايات.
• التقنيات المستخدمة في معالجة المياه.
• مراكز الأبحاث العلمية.