بزعنکبوتی (Spider-Goats) نمونه‌ای شگفت‌انگیز از نحوه پیشرفت مهندسی ژنتیک است. این حیوان عجیب و غریب محصولی از آزمایشگاه‌های ژنتیک است که برای تولید پروتئین‌های ابریشم عنکبوتی در شیر آن مهندسی شده است.
به گزارش راز بقا،بز‌های عنکبوتی به صنایع مختلفی از پزشکی تا تولیدات صنعتی انقلاب ایجاد کرده‌اند و توانایی مهندسی ژنتیک را برای ایجاد راه‌حل‌های نوآورانه برای مشکلات قدیمی به نمایش گذاشته‌اند.
بز عنکبوتی چیست؟
بز عنکبوتی یک بز اصلاح‌شده ژنتیکی است که مهندسی شده تا ژن‌های ابریشم عنکبوت طلایی را حمل کند. این ژن‌ها به بز اجازه می‌دهند تا پروتئین‌های ابریشم در شیر خود تولید کند. در حالی که این حیوان شبیه به بز‌های عادی است و رفتار مشابهی دارد، پروتئین‌های ابریشم را می‌توان از شیر آن استخراج کرده و به ابریشم عنکبوتی مصنوعی تبدیل کرد، ماده‌ای که به دلیل استحکام، انعطاف‌پذیری و سبک بودن فوق‌العاده‌اش شناخته شده است.
ابریشم عنکبوتی یکی از شگفت‌انگیزترین مواد در دنیای طبیعت است. این ماده پنج برابر از فولاد قوی‌تر است، به شدت کشسان است و بسیار بادوام است. با این حال، برداشت ابریشم عنکبوتی به مقیاس وسیع چالش بزرگی بوده است، زیرا عنکبوت‌ها حیواناتی قلمروطلب و گوشت‌خوار هستند که پرورش آنها را عملاً غیرممکن می‌کند. دانشمندان به مهندسی ژنتیک روی آوردند تا این مشکل را حل کنند و ژن‌های ابریشم عنکبوتی را به بزها منتقل کردند، که پرورش و مدیریت آنها آسان‌تر است.
بز‌های عنکبوتی چگونه ایجاد می‌شوند؟
بز‌های عنکبوتی با استفاده از تکنیک فناوری DNA نوترکیب ایجاد می‌شوند، که به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا ژن‌های خاصی را از یک موجود به موجود دیگری منتقل کنند. در مورد بز‌های عنکبوتی، محققان ژن‌های مسئول تولید پروتئین‌های ابریشم عنکبوتی را از عنکبوت جدا کرده و آنها را به DNA جنین‌های بز منتقل کردند. این جنین‌های اصلاح‌شده سپس در رحم بز‌های جایگزین کاشته شدند.
در نتیجه، این بزها ژن‌های ابریشم عنکبوتی را در سلول‌های خود حمل می‌کنند. وقتی این بزها شیر تولید می‌کنند، شیر آنها شامل پروتئین‌های ابریشم عنکبوتی است. سپس این شیر پردازش شده و پروتئین‌ها استخراج می‌شوند که می‌توان آنها را به رشته‌هایی شبیه به ابریشم طبیعی تبدیل کرد.
این کشف برای اولین بار توسط شرکت Nexia Biotechnologies در کانادا در اوایل دهه ۲۰۰۰ به دست آمد. آنها برنامه بز‌های عنکبوتی خود را با نام «BioSteel» معرفی کردند تا پتانسیل ابریشم آن را به عنوان ماده‌ای زیستی و قوی‌تر از فولاد به نمایش بگذارند.
کاربرد‌های ابریشم عنکبوتی
ابریشم عنکبوتی مصنوعی تولید شده توسط بز‌های عنکبوتی دارای طیف وسیعی از کاربرد‌های بالقوه است که آن را به ماده‌ای بسیار مورد توجه تبدیل کرده است. برخی از مهم‌ترین کاربرد‌ها عبارتند از:
استفاده‌های پزشکی
ابریشم عنکبوتی زیست‌سازگار است، به همین دلیل ماده‌ای عالی برای بخیه‌ها، جایگزینی رباط‌ها و تاندون‌های مصنوعی است. همچنین برای ایجاد اسکافولد‌هایی (چارچوب پشتیبانی سلولی) سبک و مقاوم برای مهندسی بافت‌ها مورد بررسی قرار گرفته است.
ارتش و دفاع
جلیقه‌های ضد گلوله، زره‌های سبک و طناب‌های مقاوم را می‌توان با استفاده از ابریشم عنکبوتی ساخت. استحکام و انعطاف‌پذیری آن این ماده را برای این کاربرد‌ها ایده‌آل می‌سازد.
صنایع هوافضا و خودرو
رشته‌های ابریشم عنکبوتی می‌توانند برای ساخت قطعات سبک و مقاوم در خودرو‌ها و صنایع هوافضا استفاده شوند که باعث کاهش وزن و بهبود بهره‌وری سوخت می‌شود.
تجهیزات ورزشی
از راکت تنیس تا نخ ماهیگیری، ابریشم عنکبوتی به دلیل استحکام و کشسانی آن می‌تواند دوام و عملکرد لوازم ورزشی را بهبود بخشد.
مزایای محیطی
برخلاف مواد مصنوعی ساخته شده از سوخت‌های فسیلی، ابریشم عنکبوتی تجزیه‌پذیر است و برای محیط زیست مفید است.
چالش‌ها و نگرانی‌های اخلاقی
اگرچه بز‌های عنکبوتی یک نوآوری شگرف است، اما بدون چالش‌ها و بحث‌های اخلاقی نبوده است.
کارآیی تولید
استخراج ابریشم عنکبوتی از شیر بز یک فرایند پیچیده و هزینه‌بر است. علیرغم موفقیت‌های اولیه، مقیاس‌سازی تولید به مقیاس صنعتی هنوز یک مانع بزرگ است.
نگرانی‌های اخلاقی
آفرینش موجودات اصلاح‌شده ژنتیکی مانند بز‌های عنکبوتی سؤالات اخلاقی زیادی را مطرح می‌کند. منتقدان استدلال می‌کنند که دستکاری در ژنتیک حیوانات به نفع انسان ممکن است عواقب ناخواسته‌ای به همراه داشته باشد. فعالان حقوق حیوانات نیز نگرانی‌هایی در مورد رفتار با چنین حیواناتی در لابراتوار‌ها دارند.
موانع قانونی
استفاده از موجودات اصلاح‌شده ژنتیکی در بسیاری از کشور‌ها به شدت تحت نظارت قرار دارد که ممکن است تجاری‌سازی نوآوری‌هایی مانند ابریشم بز‌های عنکبوتی را کند کند.
آینده بز‌های عنکبوتی
پتانسیل بز‌های عنکبوتی و توانایی آنها در تولید ابریشم عنکبوتی بی‌پایان است. دانشمندان به طور مداوم در حال بهبود فرآیند هستند تا آن را کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر کنند. فراتر از بزها، پژوهشگران در حال بررسی روش‌های دیگری برای تولید ابریشم عنکبوتی هستند، مانند استفاده از باکتری‌ها، مخمر‌ها یا گیاهان برای سنتز این ماده.
با پیشرفت مهندسی ژنتیک، بز‌های عنکبوتی به نمادی از این تبدیل شده است که چگونه علم نوآورانه می‌تواند به مشکلات واقعی انسان پاسخ دهد. با این حال، این همچنین لزوم توجه دقیق به پیامد‌های اخلاقی و زیست‌محیطی چنین فناوری‌هایی را به نمایش می‌گذارد.
بز‌های عنکبوتی نمونه‌ای از قدرت مهندسی ژنتیک است که نبوغ دنیای طبیعی را با خلاقیت انسانی ترکیب می‌کند در حالی که ممکن است چیزی شبیه به یک رمان علمی-تخیلی باشد، اما بزعنکبوتی کاملاً واقعی است و پتانسیل دارد که صنایع را متحول کرده و زندگی‌ها را بهبود بخشد. با ادامه تحقیق و توسعه، بز‌های عنکبوتی و نوآوری‌های مشابه می‌توانند راه‌حل‌هایی برای برخی از چالش‌های بزرگ بشر ارائه دهند و مسیر آینده‌ای پایدارتر و پیشرفته‌تر از نظر تکنولوژیکی ایجاد کنند.
