دور التكنولوجيا الحيوية في مستقبلنا المستدام

علم التكنولوجيا الحيوية هو واحد من أكثر القطاعات إثارة وسرعة نموًا في الشرق الأوسط. إنه مجال مثير للعلماء والمبتكرين والجهات التنظيمية وشركات الاستشارة، وغيرهم. هنا نلقي نظرة أقرب على كيفية تشكيل علم التكنولوجيا الحيوية لمستقبلنا خلال الخمس سنوات القادمة وما بعدها.

ما هو علم التكنولوجيا الحيوية؟

مصطلح التكنولوجيا الحيوية هو مزيج من علم الأحياء والتكنولوجيا. ببساطة، يصف علم التكنولوجيا الحيوية استخدام الأحياء لإنتاج منتجات أو حل المشاكل. تعتبر الاتحاد الأوروبي للتكنولوجيا الحيوية أن هذا المجال يشير إلى "تكامل العلوم الطبيعية والكائنات والخلايا وأجزائها، والأنماط الجزيئية الشبيهة بها للمنتجات والخدمات".

على الرغم من أن التكنولوجيا الحيوية عمومًا تُعتبر مجالًا حديثًا من علم الأحياء، إلا أن علماء التاريخ قد جادلوا بأن زراعة النباتات الأولى يمكن اعتبارها مشروعًا تكنولوجيًا حيويًا. عمليات مثل تغيير خصائص النباتات من خلال تزاوجها مع نباتات أخرى تعد واحدة من أول أشكال التكنولوجيا الحيوية.

تضع العلوم الحديثة بدايات ميدان علم التكنولوجيا الحيوية العلمي في أوائل السبعينيات عندما نجح العلماء الأمريكيين في قطع الجينات واستنساخ المواد الجينية.

في منطقة الشرق الأوسط، يكتسب علم التكنولوجيا الحيوية زخمًا، مع دولة الإمارات العربية المتحدة تقود المنطقة. هذا العام، تم تصنيف الإمارات العربية المتحدة في المرتبة الأولى في منطقة الشرق الأوسط وإفريقيا من حيث عدد مشاريع الاستثمار المباشر الأجنبي الجديدة في قطاع التكنولوجيا الحيوية في البلاد. بينما تهدف المملكة العربية السعودية إلى أن تكون مركزًا إقليميًا لتصنيع المنتجات الطبية الحيوية كما أعلن خلال قمة الرياض العالمية للتكنولوجيا الحيوية الطبية.

مجالات البحث في علم التكنولوجيا الحيوية

أشهر مجال بحث معروف في المجال هو الهندسة الوراثية. باستخدام تقنية تعرف بالحمض النووي المتمازج (rDNA) يمكن للعلماء نقل جين واحد من كائن إلى آخر. الهدف هو تعزيز صفات معينة في كائن وإزالة الصفات غير المرغوب فيها.

بصرف النظر عن الزراعة وإنتاج الأغذية، له علم التكنولوجيا الحيوية تطبيقات عديدة في مجال الطب. اليوم، يبحث الصناعة في كيفية وقف تقدم الأمراض.

في الإمارات العربية المتحدة، أحد مجالات البحث المركزة هو قطاع الطاقة. الهدف هو جعل هذا القطاع أكثر استدامة من خلال إنتاج الوقود الحيوي.

أهمية علم التكنولوجيا الحيوية

إن الفوائد المحتملة لعلم التكنولوجيا الحيوية للبشر والنظام البيئي العام ضخمة. على سبيل المثال، يمكن لمنتجي الأغذية باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية إنشاء نباتات يمكن أن تقاوم الجفاف والأمراض. بالإضافة إلى ذلك، قد يكونوا قادرين أيضًا على تحسين الجودة الغذائية للأطعمة التي نستهلكها؛ ومساعدة في تقليل تبعيتنا للمنتجات النفطية التي هي مورد محدود.

أي تكنولوجيات حيوية ستستخدم بطرق جديدة بحلول عام 2025؟

الطب الشخصي

الطب الشخصي هو مصطلح يتردد منذ سنوات عديدة. على سبيل المثال، يعتمد بحث الخلايا الجذعية على استخدام خلايا المريض نفسه لتطوير علاجات شخصية للغاية. من ناحية أخرى، تحاول الهندسة الوراثية تغيير جينات المريض. كلاهما تطبيق لعلم التكنولوجيا الحيوية. الأمر المناسب يعتمد على المشكلة التي يجب معالجتها.

Manipulation التلافي الدقيقة

تتناول التلافي الدقيقة جهاز المناعة للشخص. جهاز المناعة لدينا يحدد كيفية تفاعله مع الأمراض المختلفة. يتم تغيير التلافي الدقيقة عن طريق تغيير نظام غذائي للشخص أو زراعة البراز لإنتاج استجابات مناعية مفيدة. هذا الأسلوب قد ثبت فعاليته عند استخدامه بالتزامن مع العلاج الكيميائي. كشركة استشارات صحية، نعتقد أن هذا العلاج لديه إمكانيات نمو هائلة وسيصبح جزءًا من العلاج القياسي لمرضى السرطان.

التصنيع الحيوي

كما يشير الاسم، التصنيع الحيوي يشير إلى عنصر التصنيع في مجال التكنولوجيا الحيوية. يستخدم التصنيع الحيوي الأنظمة البيولوجية لإنتاج مواد حيوية تجارية. يتم إضافة هذه المواد إلى الأدوية والأطعمة والمشروبات، بالإضافة إلى التطبيقات الصناعية.

المواد البيولوجية في عملية التصنيع يمكن أن تكون طبيعية أو هندسية، ويهدف التصنيع الحيوي إلى إنتاج المواد البيولوجية على نطاق تجاري.

الأحياء الاصطناعية

تتضمن الأحياء الاصطناعية إعادة تصميم كائن حي بحيث يحصل على قدرة جديدة أو ينتج مادة مرغوبة. على سبيل المثال، يستشهد المعهد الوطني لأبحاث الجينوم البشري في الولايات المتحدة بتعديل الأرز لمساعدته على إنتاج بيتا كاروتين. الهدف هو منع نقص فيتامين أ، الذي يساهم بدوره في منع العمى لمئات الآلاف من الأطفال سنويًا إذا تركت الأمراض دون علاج.

علاج الجينات

علاج الجينات هو تقنية في مجال التكنولوجيا الحيوية تعديل الجينات لعلاج أو علاج مرض. يمكن أن يعمل علاج الجينات عن طريق استبدال جين معيب يسبب المرض بنسخة صحية من نفس الجين. وسيكون خيار آخر هو إلغاء تفعيل الجين المعيب. إذا كان الشخص مصابًا بمرض، سيتيح علاج الجينات للعلماء إدخال جين جديد أو معدل يساعد الجسم في علاج المرض.

لا يزال علاج الجينات قيد الدراسة من قبل الباحثين، وقد وصف بأنه "أغلى علاج في العالم". في نوفمبر 2020، تم اختيار طفلين رضيعين في دبي لإجراء تجربة سريرية لعلاج الجينات الرياحي العضلي الشوكي كجزء من التجربة السريرية. بالنسبة لهذا العلاج الخاص، أظهرت التجارب أن المرضى تحملوا العلاج بشكل جيد. أيضًا تحققوا من خلاله مجموعة من الإنجازات الحركية التي لم يروها الأطباء من قبل إذا ترك المرض دون علاج.

بعض المزايا الملحوظة لعلم التكنولوجيا الحيوية تشمل:

أطعمة عالية الجودة

أثبتت التطبيقات الزراعية لعلم التكنولوجيا الحيوية أنها من بين أكثر الواعدة وفي نفس الوقت الأكثر جدلًا. يمكن لعلم التكنولوجيا الحيوية أن يساعد في تحسين جودة الأغذية كما هو الحال في مثال الأرز المذكور أعلاه.

زراعة أكثر كفاءة بإخراجات أعلى

مع المحاصيل المقاومة للآفات والأمراض، يصبح إنتاج المزارع أسهل التنبؤ به. يمكن التحكم في الخطر الذي تشكله المحاصيل المفقودة على مجتمعات الزراعة في جميع أنحاء العالم باستخدام أنواع مقاومة للآفات.

في الوقت نفسه، يتيح لعلم التكنولوجيا الحيوية للعلماء تطوير محاصيل تحقق عوائد أعلى. وبالتالي، يمكن للمساحات الصغيرة تغذية سكان أكبر.

تدابير فعالة لتحسين الأمن الغذائي

يمكن لعلم التكنولوجيا الحيوية أن يساهم في تحسين الأمان الغذائي واستدامته. يمكن أيضًا استخدامه لإنشاء محاصيل يمكن أن تتحمل مناخًا قاسيًا. في منطقة الشرق الأوسط، يعني ذلك إنشاء أصناف تستطيع التحمل في درجات الحرارة العالية والجفاف والعواصف الرملية.

استخدام فعال للموارد الطبيعية

أحد المشاريع الأكثر إثارة للإعجاب التي تعمل عليها الشركات البيولوجية في الإمارات هو استرداد النفط. يعمل معهد الإنزيمات البيولوجية Epygen على استرداد النفط المحسن. يأمل العلماء في العثور على إنزيمات لحقنها في آبار النفط لمساعدة في استخراج المزيد من النفط من المعتاد.

العثور على المزيد من النفط هو طريقة لمنع نقص الموارد في المستقبل. إن إنتاج وقود الطائرات المستدام على أساس النبات سيقلل ربما من تبعيتها للنفط تمامًا. ينطبق استخدام الموارد الطبيعية بكفاءة أيضًا على تكنولوجيا الأغذية. مع تطوير المحاصيل ذات العوائد العالية والمقاومة للآفات، ستصبح البلدان أكثر استقلالية فيما يتعلق بإنتاج الغذاء.

ستكون للمنتجات عمر طويل

لديه علم التكنولوجيا الحيوية القدرة على منح المنتجات عمرًا طويلًا. هذا ليس مفيدًا فقط لإنتاج الأغذية ولكن أيضًا عندما يتعلق الأمر بجعل الأدوية تدوم لفترة أطول. سيساعد ذلك في منع الفاقد وفي نهاية المطاف جعل الأدوية أرخص.

زيادة الكفاءة في العمليات الصناعية

تحاول التكنولوجيا البيولوجية الصناعية أن تتعلم من الطبيعة. تدير الكائنات عملياتها الكيميائية بكفاءة أكبر من مصافي الكيماويات. تحسين الإنزيمات الطبيعية لزيادة قدرتها على العمل في العمليات الصناعية - مستندة إلى الطبيعة - سيساعد في جعل هذه العمليات أكثر نجاحًا.

يسمح لعلم التكنولوجيا الحيوية للعلماء بعزل الخصائص الحفزية للإنزيمات وإما تحسينها بشكل إضافي أو السماح للإنزيم بالعمل تحت شروط أوسع.

أقل نفايات بلاستيكية

في جميع أنحاء العالم، يتم إنتاج 300 مليون طن من البلاستيك سنويًا. 150 مليون منها هي بلاستيك ذو استخدام مرة واحدة، وحاجة إلى تقليل النفايات البلاستيكية قد تم مناقشتها على نطاق واسع. كانت التكنولوجيا البيولوجية الميكروبية في طليعة تطوير البلاستيك القابل للتحلل. على الرغم من وجود جدل حول سهولة تحلل هذه البلاستيك، إلا أن هذه التطورات تمثل خطوة في الاتجاه الصحيح.

البلاستيكات الحيوية، المعروفة أيضًا باسم البلاستيكات الحيوية، يتم إنتاجها من الكتلة الحيوية المتجددة، بما في ذلك النباتات والدهون النباتية والزيوت والنفايات المعاد تدويرها ونشا الذرة. لديهم الإمكانية لاستبدال معظم البلاستيك المشتق من البترول. وبدوره، سيقلل ذلك من تبعيتنا للنفط في العالم.

أقل تلوث هوائي

التلوث الهوائي هو مشكلة للمدن الكبيرة في جميع أنحاء العالم. قد قامت شركات التكنولوجيا البيولوجية الصناعية بتطوير عمليات لالتقاط ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى مواد متجددة. عند العودة إلى المحاصيل المقاومة للآفات - فإن هؤلاء لا يحتاجون إلى معالجات كيميائية، مما يقلل مرة أخرى من كمية الملوثات في الهواء.

تباطؤ الاحتباس الحراري العالمي

وفقًا لمنظمة التعاون والتنمية الاقتصادية (OECD)، فقد أثبتت صناعة التكنولوجيا البيولوجية الصناعية قيمتها بالفعل في التخفيف من تغير المناخ. تعتقد OECD أن هذا القطاع سيسهم في مكافحة التغير المناخي ليس فقط من خلال تطوير الوقود الحيوي. إن الإسهام المحتمل للتكنولوجيا البيولوجية في الحد من استخدام البلاستيك هو عامل آخر، وكذلك تأثير الصناعة على قطاع الكيمياء.

من المقرر أن تؤثر التكنولوجيا البيولوجية وتحسن حياتنا خلال السنوات القادمة. بينما لا يزال القطاع جزئيا في مرحلة التطوير، فإن اكتشافاته بالفعل تقوم بثورة في العديد من الصناعات والقطاعات بما في ذلك الرعاية الصحية والطاقة والأغذية. ستضطر الصناعات الأخرى إلى متابعة القطاع.

خدمات الاستشارات في مجال الرعاية الصحية

تشمل خدمات الاستشارات في مجموعة أولين ممارسة التكنولوجيا الحيوية التي تقدم حلاً متكاملاً من الاستراتيجية إلى التنفيذ.

اقرأ أحدث رؤانا وأفكارها وآرائها التي تستكشف الاتجاهات التي تشكل مستقبل الأعمال والمجتمع. تذهب خدمات استشاراتنا جنبًا إلى جنب مع هذه الرؤى، مؤكدة موقفنا كزعماء صناعة. تواصل معنا لمعرفة المزيد حول خدمات الاستشارات الخاصة بنا وخبرتنا في الصناعة.