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 به طور گسترده‌ای در طول همه‌گیری COVID-19 مطرح شدند، اما استفاده از تداخل RNA (RNAi) برای کاربردهای مختلف تقریباً دو دهه است که شناخته شده است. در سال ۲۰۱۷، شرکت مونسانتو مجوز آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) را برای آزمایش بر روی ذرت دریافت کرد. اما در سال ۲۰۱۹ بود که آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi به طور رسمی به جهان معرفی شدند، در پاریس فرانسه، در خلال کنفرانس آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi که با حمایت سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD) برگزار شد.
این کنفرانس شامل حضور بسیاری از کارشناسان از دنیای صنعت، دانشگاه ها و هیئت‌های نظارتی بود و منجر به تدوین سندی شد که در آگوست ۲۰۲۳ به‌روزرسانی شد و به عنوان ملاحظات ارزیابی خطر سلامت انسان از آفت‌کش‌های مبتنی بر dsRNA با کاربرد خارجی شناخته می‌شود. امروزه، با استفاده از روش های نوین در تولید، قیمت آفت‌کش‌های RNAi به‌طور قابل‌توجهی کاهش پیدا کرده و آنها را از نظر تجاری قابل اجرا کرده است. پروژه‌هایی مانند ViVe Beet و شرکت‌هایی مانند GreenLight Biosciences و RNAissance Ag با موفقیت این فناوری (RNA) را آزمایش کردند که اکنون با قیمت بسیار مقرون به صرفه تری در دسترس است.
تجربه کشاورزی نوین با دریافت مشاوره از فارس روبویار؛ اطلاعات خود را ثبت کنید.
"*" indicates required fields
فناوری آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi چگونه کار می‌کند؟
مکانیسم عمل آفت‌کش‌های مبتنی بر RNAi به تولید توالی‌های خاصی از RNA دو رشته‌ای (dsRNA) بستگی دارد. هنگامی که یک آفت این پیام ژنتیکی را جذب می کند، ژن‌های هدف – آن‌هایی که برای تولید پروتئین‌های ضروری لازم هستند – در درون موجودات سرکوب می‌شوند. اثر نهایی این سری از وقایع، مهار برخی از فرآیندهای بیولوژیکی حیاتی آفت است که منجر به مرگ نهایی آن می‌شود.
مزیت اصلی فناوری‌های RNA در تئوری این است که برای ارگانیسم بیولوژیکی خاص، بسیار انتخابی هستند، بنابراین خطر تأثیرگذاری بر اهداف ناخواسته به حداقل می رسد و مزیت دیگر این است که آفت‌کش‌های ژنتیکی مبتنی بر RNA، محیط را آلوده نمی‌کنند و اگر وارد محیط شوند، از نظر شیمیایی ناپایدار هستند و به سرعت تجزیه می‌شوند. از نظر اثربخشی، آفت کش های RNA بهتر از نمونه های سنتی به نظر می رسند. اول،می‌توان آنها را طوری مهندسی کرد که به طور خاص هر نوع آفتی را مورد هدف قرار دهند، از حشرات گرفته تا قارچ ها، باکتری ها و حتی ویروس هایی که هدف قرار دادن آنها دشوار است.
آفت‌کش‌های جدید و بسیار خاص مبتنی بر RNAi را می‌توان به سرعت توسعه داد، به این معنی که می‌توان از آنها حتی زمانی که زمان به نفع کشت‌کننده نیست – مانند زمانی که یک آلودگی غیرمنتظره رخ می‌دهد، استفاده کرد. آنها حتی می توانند ارگانیسمی را که درجاتی از مقاومت را ایجاد کرده است، به سادگی با هدف قرار دادن ناحیه دیگری از همان ژن (یا کلاً یک ژن متفاوت) مورد هدف قرار دهند.
بنابراین سوال این است که آیا آفت کش های RNA باید “آزمایش میدانی” شوند؟
نگاهی کوتاه به خطرات احتمالی آفت‌کش‌های RNA در کشاورزی
بسیاری از مطالعات تأیید کرده‌اند که خطر سمیت اعمال شده توسط محصولات مبتنی بر RNAi، صرف‌نظر از نحوه جذب آنها، احتمالاً بسیار کم است. با این حال، احتیاط هرگز در مورد فناوری‌ای که ما هنوز در مورد آن اطلاعات کمی داریم کافی نیست – به ویژه زمانی که در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود.
گزارش “آفت‌کش‌های خاموش‌کننده ژن” (PDF) که توسط دوستان زمین تهیه شده، حاوی انتقادات زیادی از این حوزه جدید است. روش‌های کشاورزی زیست‌محیطی به جای ادامه روند پیوسته تولید آفت‌کش‌ها، که در آن کشاورزان از فرمول‌بندی‌های جدید آفت‌کش‌های سمی برای مقابله با آفات مقاوم استفاده می‌کنند، یک راه‌حل واقعی ارائه می‌دهند. یکی از انتقادات مهم صحبت درباره‌ی خطراتی که ما می‌دانیم، در حالی که خطراتی نیز وجود دارند که ما نمی‌دانیم.ما هنوز با شکاف بزرگی در دانش مواجهیم که توانایی ما را برای درک تمام عواقب دستکاری ژن محدود می‌کند. تعداد موجودات مشابهی که می‌توانند توسط یک توالی RNA تحت تأثیر قرار گیرند ممکن است بسیار زیاد باشد.
سخن پایانی درباره پیشرفت‌های RNA در کشاورزی
آفت‌کش‌های RNA سلاحی برای کشتن برخی موجودات هستند. هیچ فناوری‌ای که برای نابود کردن چیزی ساخته شده، بدون خطر نیست. کم‌اهمیت شمردن این خطرات یا نادیده گرفتن آنها به خاطر کارایی جذابشان بسیار غیرمسئولانه است، به ویژه از آنجا که پیامدها می‌توانند به صورت فاجعه‌بار در مقیاس جهانی باشند. با این حال، گزینه‌ای که در حال حاضر استفاده می‌کنیم نیز ایمن یا پاک نیست. موضوع به ارزیابی صحیح هر دو جنبه خطرات و مزایای این فناوری جدید برمی‌گردد و آگاه بودن از اینکه پیامدها ممکن است سال‌ها یا دهه‌ها قابل مشاهده نباشند.
منبع: