مقالات آموزشی
پیشرفت‌های RNA در کشاورزی: فرصت‌ها و تهدیدها
ده‌ها سال است که کشاورزی تلاش کرده راه‌های جدیدی برای ایجاد تعادل بین حفاظت از محصولات در برابر آفات و جلوگیری از آسیب‌های زیست‌محیطی و اکوسیستمی ناشی از آفت‌کش‌ها پیدا کند. آفت‌کش‌های شیمیایی سنتی اغلب به گونه‌های غیرهدف هم آسیب می‌رسانند و منجر به آسیب‌های ناخواسته به سلامت انسان و حیوانات می‌شوند. اما این رویکرد ممکن است راه حلی داشته باشد، زیرا آزمایش‌ها روی یک استراتژی هدفمند آغاز شده‌اند: آفت‌کش‌های مبتنی بر RNA. آیا این محصولات جدید می‌توانند جلوی مسمومیت مزارع با آفت‌کش‌های سنتی را بگیرند؟ چه مقدار موثر هستند؟ آیا RNA می‌تواند تغییری با عواقب ناخواسته باشد؟ بیایید سعی کنیم به این سوالات پاسخ دهیم.
کشتن یا کشته شدن؛ چالش حفاظت از محصولات در برابر آفات
با افزایش جمعیت انسانی، محافظت از محصولات در برابر آفاتی مانند حشرات، باکتری‌ها و قارچ‌ها ضروری شده است. در دهه ۱۹۴۰، توسعه DDT (دی کلرو-دی فنیل-تری کلرواتان) به طور قابل توجهی بازده محصولات را تغییر داد و تغذیه انسان را متحول کرد، اما بعد از مدتی مشخص شد که DDT بی‌ضرر نیست و استفاده طولانی‌مدت از آن عواقب بدی دارد. مطالعات سم‌شناسی نشان داد که فعالیت سم باقی‌مانده در انسان و حیات وحش مشکلات جدی ای برای سلامتی ایجاد می‌کند که منجر به توقف استفاده از آن شد.
آفت‌کش‌های مدرن کمتر از DDT سمی هستند، اما هنوز هم مضرند. استفاده از آن‌ها باید به دقت کنترل شود و حتی در این صورت نیز می تواند عواقب ناخواسته‌ای رخ دهد. آفت‌کش‌ها معمولاً اثرات گسترده‌ای دارند، از ایجاد مقاومت در برابر آفات گرفته تا مرگ گونه‌های غیرهدف و افزایش جمعیت ناخواسته که اکوسیستم را از تعادل خارج می‌کنند. امروزه، قارچ Botrytis cinerea مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر همه قارچ‌کش‌ها نشان داده و سالانه حدود ۱۰۰ میلیارد دلار محصول را از بین می‌برد.
تاریخچه مختصری از آفت‌کش‌های RNA در کشاورزی
فناوری‌های مبتنی بر RNA در دوران همه‌گیری COVID-19 بسیار مورد توجه قرار گرفتند، اما مفهوم تداخل RNA (RNAi) برای کاربردهای مختلف، حدود دو دهه است که شناخته شده است. در سال ۲۰۱۷، شرکت مونسانتو مجوز آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) را برای آزمایش این فناوری روی ذرت دریافت کرد. اما نقطه عطف اصلی در سال ۲۰۱۹ اتفاق افتاد؛ زمانی که آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi رسماً در کنفرانس آفت‌کش‌های RNAi در پاریس، فرانسه با حمایت سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD) به جهان معرفی شدند.
این کنفرانس، متخصصانی از حوزه صنعت، دانشگاه و نهادهای نظارتی را گرد هم آورد و در نهایت منجر به تدوین سندی شد که در آگوست ۲۰۲۳ به‌روزرسانی گردید. این سند، به عنوان “ملاحظات ارزیابی خطر سلامت انسان از آفت‌کش‌های مبتنی بر dsRNA با کاربرد خارجی” شناخته می‌شود. امروزه، به لطف روش‌های نوین تولید، هزینه تولید آفت‌کش‌های RNAi به میزان قابل توجهی کاهش یافته و استفاده از آن‌ها به لحاظ تجاری مقرون‌به‌صرفه‌تر شده است. پروژه‌هایی مانند ViVe Beet و شرکت‌هایی نظیر GreenLight Biosciences و RNAissance Ag با موفقیت این فناوری را آزمایش کرده‌اند و اکنون آن را با قیمت مناسبی به بازار عرضه می‌کنند.
فناوری آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi چگونه کار می‌کند؟
مکانیسم عملکرد آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi به توالی‌های خاصی از RNA دو رشته‌ای (dsRNA) وابسته است. زمانی که یک آفت این پیام ژنتیکی را جذب می‌کند، ژن‌های هدف – که برای تولید پروتئین‌های ضروری مورد نیاز هستند – سرکوب می‌شوند. این فرآیند، عملکردهای حیاتی آفت را مختل کرده و در نهایت منجر به مرگ آن می‌شود.
مزیت اصلی این فناوری انتخاب‌پذیری بالا است؛ به این معنی که تنها ارگانیسم‌های خاصی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و خطر آسیب به سایر موجودات را به حداقل می‌رساند. علاوه بر این، آفت‌کش‌های RNAi برخلاف نمونه‌های سنتی، آلودگی محیطی ایجاد نمی‌کنند و در صورت انتشار در محیط، به سرعت تجزیه می‌شوند. این فناوری از لحاظ اثربخشی نیز عملکرد بهتری دارد، چرا که می‌توان آن را به گونه‌ای مهندسی کرد که به طور خاص انواع مختلف آفات از حشرات و قارچ‌ها گرفته تا باکتری‌ها و ویروس‌ها را هدف قرار دهد.
همچنین، آفت‌کش‌های RNAi را می‌توان به سرعت توسعه داد، به همین دلیل برای مقابله با آلودگی‌های غیرمنتظره در کشاورزی بسیار کارآمد هستند. نکته قابل توجه دیگر این است که حتی اگر یک آفت نسبت به این فناوری مقاوم شود، می‌توان با تغییر ناحیه هدف در ژن، یا انتخاب ژنی دیگر، مجدداً آن را تحت تأثیر قرار داد.
نگاهی کوتاه به خطرات احتمالی آفت‌کش‌های RNA در کشاورزی
بیشتر مطالعات نشان داده‌اند که سمّیت آفت‌کش‌های RNAi بسیار کم است، صرف‌نظر از نحوه جذب آن‌ها. با این حال، احتیاط در استفاده از این فناوری ضروری است، خصوصاً زمانی که در مقیاس‌های بزرگ به کار گرفته شود.
گزارش “آفت‌کش‌های خاموش‌کننده ژن” که توسط دوستان زمین (Friends of the Earth) تهیه شده، انتقادات زیادی را در مورد این فناوری مطرح کرده است. برخی از نگرانی‌های کلیدی عبارتند از:
- عدم شناخت کامل از خطرات پنهان: در حالی که ما برخی از خطرات این فناوری را می‌دانیم، اما همچنان شکاف‌های بزرگی در دانش ما وجود دارد که ارزیابی تمامی پیامدهای دستکاری ژنتیکی را دشوار می‌کند.
- احتمال تأثیرگذاری بر سایر موجودات: ممکن است RNAi ناخواسته بر گونه‌های دیگری که مشابه هدف اصلی هستند، تأثیر بگذارد و به اکوسیستم آسیب برساند.
- عدم شفافیت در تأثیرات بلندمدت : بسیاری از پیامدهای این فناوری ممکن است سال‌ها یا حتی دهه‌ها بعد آشکار شوند، که این امر ارزیابی صحیح آن را دشوار می‌کند.
طرفداران کشاورزی زیست‌محیطی پیشنهاد می‌کنند به جای وابستگی به آفت‌کش‌های جدید، به سمت روش‌های پایدارتر و طبیعی‌تر حرکت کنیم. آن‌ها معتقدند که تمرکز بر کنترل زیستی و کشاورزی پایدار، می‌تواند راه‌حل بهتری باشد.
سخن پایانی درباره پیشرفت‌های RNA در کشاورزی
آفت‌کش‌های RNAi، ابزاری برای کنترل و از بین بردن آفات هستند. با این حال، هیچ فناوری‌ای که برای نابود کردن موجودات زنده طراحی شده است، کاملاً بی‌خطر نیست. نادیده گرفتن یا کم‌اهمیت جلوه دادن این خطرات غیرمسئولانه خواهد بود، به‌ویژه با توجه به این که تأثیرات آن‌ها ممکن است در مقیاس جهانی دیده شود.
در عین حال، روش‌هایی که امروزه در کشاورزی به کار می‌بریم نیز ایمن و بدون آلودگی نیستند. بنابراین، تصمیم‌گیری درباره استفاده از این فناوری باید بر اساس تحلیل دقیق مزایا و خطرات آن باشد. مهم است که به جای اتکا به هیجانات تبلیغاتی، تحقیقات مستقل و علمی بیشتری در این حوزه انجام شود تا بتوانیم آینده‌ای ایمن‌تر برای کشاورزی و محیط زیست رقم بزنیم.
منبع:
