General-and-detailed-history-of-biotechnology-development-b-biotech-blog
1. مقدمة :
من المعروف أن التطبيق التقني للمواد
البيولوجية يعتبر تقنية حيوية. لفهم كيفية عمل التكنولوجيا الحيوية ، من المهم
التفكير في نقطة البداية لعمليات التكنولوجيا الحيوية. بشكل عام ، تستخدم
التكنولوجيا الحيوية المواد الحية أو المنتجات البيولوجية لتوليد منتجات جديدة
لاستخدامها في مختلف التطبيقات الطبية والزراعية والصيدلانية والبيئية. الهدف
النهائي للتكنولوجيا الحيوية هو إفادة البشرية ، من خلال إنتاج محاصيل مقاومة ،
وخضروات ، وبروتينات مؤتلفة ، وحيوانات عالية إنتاج الحليب ، إلخ.
تطرقنا في تدوينات سابقة لتعاريف البيوتكنولوجيا وألوانها و لأسس تصنيفها وايجابياتها وسلبياتها . وفي هذه المقالة سنستعرض التاريخ العام والمفصل لتطور البيوتكنولوجيا .
2. لمحة
تاريخية عامة عن تطور البيوتكنولوجيا:
حدثت مراحل تطور مختلفة في التكنولوجيا الحيوية لتلبية الاحتياجات المختلفة للإنسان في ذلك الوقت. استند تطويرها بشكل أساسي على الملاحظات ، وتطبيقها على سيناريوهات عملية. بسبب تطور التقنيات الجديدة والفهم الأفضل لمختلف مبادئ علوم الحياة ، ازداد تعقيد التكنولوجيا الحيوية. سنقدم تفصيلاً للأحداث التاريخية في مجال التكنولوجيا الحيوية التي يمكن تقسيم تطورها إلى مراحل أو فئات واسعة والى أحداث ومنجزات علمية متسلسلة (**) (***) (****).
1.2. حقبات تطور التكنولوجيا الحيوية :
1. حقبة
التكنولوجيا الحيوية القديمة: التاريخ المبكر يتعلق بالغذاء
والمأوى ، ويشمل التدجين.
2.
حقبة التكنولوجيا الحيوية الكلاسيكية:
تخمير إنتاج الغذاء والدواء.
3. حقبة
التكنولوجيا الحيوية الحديثة: تتلاعب بالمعلومات الوراثية في
الكائن الحي. الهندسة الوراثية
2.2.الفترات البارزة أو المراحل التاريخية لتطورالتكنولوجيا الحيوية:
1. فترة التكنولوجيا الحيوية القديمة (8000-4000 قبل الميلاد):
تتعلق بالتاريخ المبكر وفجر الحضارات(السومارية والبابلية والفرعونية والصينية) أين تعلم الإنسان جمع الغذاء والزراعة والصيد وبناء المأوى الى جانب تدجين الحيوانات والنباتات كالقمح والذرى .
2. فترة التكنولوجيا الحيوية الكلاسيكية (2000
قبل الميلاد -1800 م): بنيت على التكنولوجيا الحيوية القديمة وتتعلق بالتطبيقات والتخمينات
المبكرة وعملية التخمير في إنتاج الغذاء والدواء.
3. فترة
1800 -1900: حصلت
فيه تطورات كبيرة في الفهم الأساسي لمبادئ البيولوجيا
4. فترة
1900-1953: تطور
فيها علم الوراثة
5. فترة
1953 - 1976:
أبحاث الحمض النووي تسارعت وبدأ العلم
ينفجر
6. فترة
1977 - الوقت الحاضرأو فترة البيوتكنولوجيا
الحديثة:
تطورت فيها الهندسة الوراثية و مكنت
التقنيات المختلفة من تحسين إنتاجية المحاصيل وجودة الغذاء و الزراعة وإنتاج
مجموعة أوسع من المنتجات و الصناعات الحيوية
3. التسلسل التاريخي المفصل لتطور البيوتكنولوجيا
1.
التكنولوجيا الحيوية في ما قبل الميلاد.
• 7000 قبل
الميلاد (ق.م): تم استخدام الخميرة في
تحضير البيرة (السومريون والبابليون).
• 6000 ق.م : تحضير اللبن الرائب والجبنة من قبل السومريون والبابليون
• 4000 ق.م : خَبَز المصريّون الخبز المُخمّر
باستعمال الخميرة.
• 3500 ق.م : أنتج الآشوريون النبيذ
. 500 ق.م:
استخدم الصينيون الخثارة المتعفنة لفول الصويا كمضاد حيوي لمعالجة
الدمامل
. 400 ق.م :عالج أبقراط المرضى بالخل .
• 250 ق.م: مارس الإغريق الدورة الزراعية أو تناوب المحاصيل لضمان أقصى خصوبة
للتربة
• 100 ق.م: استخدم الصينيون مسحوق الأقحوان (chrysanthemum)كمبيد حشري
2. التكنولوجيا
الحيوية لما قبل القرن العشرين
. 700 بعد الميلاد : استخدام الأعفان لتكسير الأرز في عملية كوجي
القرن الثالث عشرم: استخدم الأزتيك طحالب سبيرولينا لصنع الكعك.
يعد البغل من أقدم الأمثلة على التهجين لصالح البشر. البغل هو نسل حمار ذكر وأنثى حصان. بدأ الناس في استخدامه في النقل وحمل الأثقال والزراعة ، عندما لم تكن هناك جرارات أو شاحنات.
• 1590: اخترع يانسن المجهر
• 1663: اكتشف هوك الخلايا
• 1675: اكتشف ليوينهوك البكتيريا والأوليات
• 1797: لقح جينر طفلًا بلقاح فيروسي لحمايته من الجدري
• 1802: استخدم فيها مصطلح
"علم الأحياء" لأول مرة
3. التكنولوجيا
الحيوية لما قبل القرن العشرين
• 1824 - اكتشف هنري دوتروشيه أن الأنسجة تتكون من خلايا حية
. 1830: اكتشاف البروتينات ، اللبنات الأساسية للخلايا
• 1833: اكتشاف نواة الخلية
.في عام 1850 ، اكتشف Casimir Davaine أجسامًا على شكل قضيب في دم الأغنام المصابة بالجمرة الخبيثة وتمكن من إنتاج المرض في الأغنام السليمة عن طريق تلقيح مثل هذا الدم
• 1855: اكتشاف بكتيريا
الإشريكية القولونية
• 1855: عمل باستور مع الخميرة ، و إثبات أنها كائنات حية
• 1863: اكتشف مندل الجينات أثناء عمله مع البازلاء.ووصع الأساس لعلم
الوراثة.
.
• 1864 - اخترع أنتونين برانتل أول جهاز طرد مركزي لفصل الكريمة عن الحليب.
.1869 - حدد فريدريش ميشر الحمض النووي في الحيوانات المنوية لتراوت.
.1870: زاوج المربون القطن ، وقاموا بتطوير مئات الأصناف ذات الجودة العالية.
.1871 - اكتشف فيليكس هوبي سيلر إنفرتيز ، الذي لا يزال يستخدم لصنع المحليات الصناعية.
1877 - طور روبرت كوخ تقنية لتلوين البكتيريا للتعرف عليها.
.1879: اكتشف فليمنغ الكروماتين
• 1883: تم تطوير لقاح داء الكلب
• 1888: اكتشف فالدير الكروموسوم
1. التكنولوجيا الحيوية في الجزء الأول
من القرن العشرين
• 1902: استخدم مصطلح "علم
المناعة" لأول مرة
• 1906: تم استخدام مصطلح
"علم الوراثة"
.1909: ترتبط الجينات بالاضطرابات الوراثية.
.1911: اكتشف عالم الأمراض الأمريكي بيتون روس أول فيروس مسبب للسرطان
• 1915: تم اكتشاف الفيروسات البكتيرية ، المسماة العاثيات أو
البكتريوفاجات
• 1919: استخدم مصطلح "التكنولوجيا الحيوية" لأول مرة
.1924: بداية حركة تحسين النسل في الولايات المتحدة.
. 1926 :تم إعادة تعريف مبدأ علم الوراثة في الوراثة بواسطة T.H. مورغان ، الذي أظهر الوراثة ودور الكروموسومات في الوراثة باستخدام ذباب الفاكهة. سمي هذا العمل التاريخي ، "نظرية الجين ".
• 1927: اكتشف مولر أن الأشعة السينية تسبب طفرة
• 1928: اكتشف فليمنج البنسلين
. 1928 : اكتشف فريدريك جريفيث التحول البكتيري وأرسى بهذا أساس علم الوراثة الجزيئي.
.1933 : تم تسويق الذرة الهجينة.
• 1938: تم استخدام مصطلح "البيولوجيا الجزيئية" لأول مرة
• 1941: تم استخدام مصطلح "الهندسة الوراثية" لأول مرة
• 1942: استخدم المجهر الإلكتروني في تمييز الفيروسات التي تصيب
البكتيريا ، أوما يسمى بالعاثيات
.1942: يتم إنتاج البنسلين بكميات كبيرة في الميكروبات لأول مرة.
• 1944: إثبات بأن الحمض النووي لبنة بناء الجين
• 1949: أثبت بولينج أن فقر الدم المنجلي هو "مرض جزيئي"
تسببه طفرة
5. التكنولوجيا
الحيوية في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي
• الخمسينيات: صنع أول مضاد حيوي صناعي.
.1951: تم إجراء التلقيح الاصطناعي للماشية باستخدام السائل المنوي المجمد.
1953: فهم واتسون وكريك بنية الحمض النووي
• 1954: استخدام تقنيات زراعة الخلايا لأول مرة
• 1955: عزل إنزيم (DNA polymerase)يشارك في إنتاج حمض نووي
• 1956: تم إتقان عملية
التخمير
.1958: يصنع الدكتور آرثر كورنبرغ من جامعة واشنطن في سانت لويس الحمض النووي في أنبوب اختبار لأول مرة.
• 1960: تم اكتشاف (Messenger RNA)
.1962: اكتشف الدكتور أوسامو شيمومورا البروتين الفلوري الأخضر في قنديل البحر Aequorea victoria. طوره لاحقًا إلى أداة لمراقبة العمليات الخلوية غير المرئية سابقًا.
.1963: قام الدكتور صموئيل كاتز والدكتور جون ف. إندرز بتطوير أول لقاح ضد الحصبة.
.1964: توقع وجود النسخ العكسي.
.1967: تم إتقان أول مسلسل بروتين (protein sequencer) أوتوماتيكي.
.1967: طور الدكتور موريس هيلمان أول لقاح أمريكي للنكاف.
.1960 : فهمت الشفرة
الجينية
.1969: تم تطوير أول لقاح ضد الحصبة الألمانية.
6. التكنولوجيا
الحيوية في السبعينيات
•1970: تم اكتشاف إنزيمات التقييد.
.1971: تم تشكيل اللقاح المجمع ضد الحصبة / النكاف / الحصبة الألمانية.
. 1972: اثبات أن تركيبة الحمض النووي للبشر تشبه 99٪ لتكوين
الشمبانزي والغوريلا
• 1977: تم استخدم البكتيريا المعدلة وراثيًا لصنع بروتين النمو
البشري
.1977: تم إجراء عملية التسلسل لأول مرة بواسطة العالم فريدريك سانجر ، وكان أول كائن حي على الإطلاق يتم تسلسل جينومه هو العاثية.
• 1978: علماء نورث كارولينا
وهوتشينسون و
Edgell ،
أثبتوا أنه من الممكن إدخال طفرات معينة في مواقع محددة في جزيء DNA
.1979: تم تصنيع أول الأجسام المضادة أحادية
النسيلة
7. التكنولوجيا
الحيوية في الثمانينيات
• 1980: وافقت المحكمة العليا الأمريكية على براءات الاختراع لأشكال الحياة المهندسة وراثيًا
• 1980: تم
منح براءة الاختراع الأمريكية لاستنساخ الجينات إلى Boyer and Cohen. 1981: تم إنشاء مركز نورث كارولينا
للتكنولوجيا الحيوية - أول مركز أبحاث للتكنولوجيا الحيوية برعاية الدولة
• 1981: تم الإبلاغ عن أول نبات معدَّل وراثيًا
• 1981: أول فئران يتم استنساخها بنجاح
• 1982: هومولين ، عقار
إنسولين بشري ، تنتجه بكتيريا معدلة وراثيًا (أول عقاربيو تكنولوجي معتمد من قبل
ادارة الاغذية والدواء)
• 1983: ساعد اكتشاف فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز كمرض قاتل بشكل كبير على تحسين الأدوات المختلفة التي يستخدمها علماء الحياة للاكتشافات والتطبيقات في مختلف جوانب الحياة اليومية.
. 1983 : طور كاري موليس تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) ، والذي يسمح بتكرار قطعة من الحمض النووي مرارًا وتكرارًا. أصبح تفاعل البوليميراز المتسلسل ، الذي يستخدم الحرارة والإنزيمات لعمل نسخ غير محدودة من الجينات وشظايا الجينات ، لاحقًا أداة رئيسية في أبحاث التكنولوجيا الحيوية وتطوير المنتجات في جميع أنحاء العالم.
1983: تم صنع أول كروموسوم صناعي
• 1983: تم العثور على الواسمات الجينية الأولى لأمراض وراثية معينة
• 1984: تم تطوير تقنية بصمة
الحمض النووي
• 1984: تم تطوير أول لقاح معدّل وراثيًا.
1986: تم تصنيع أول عقاقير
مضادة للفيروسات مشتقة من التكنولوجيا الحيوية لعلاج السرطان.
• 1988: الكونجرس يمول مشروع الجينوم البشري
.1988: إنتاج أول ذرة مقاومة للآفات ، ذرة Bt.
• 1989: استخدمت الكائنات الحية الدقيقة لتنظيف انسكاب نفط Exxon Valdez
8. التقانة الحيوية
في التسعينيات
• 1990: تم إجراء أول علاج جيني تمت الموافقة عليه اتحاديًا بنجاح
• 1992: تم توضيح بنية إنزيم الإستنساخ العكسي لفيروس الإيدز (HIV RT)
.1993: إعلان إدارة الغذاء والدواء أن الأطعمة
المعدلة وراثيًا "ليست خطرة بطبيعتها"
• 1994: اكتشاف أول جين لسرطان الثدي
• 1996: استنسخ العلماء حملان متطابقة من خروف جنيني مبكر
•1997:
أبلغ علماء بريطانيين بقيادة لان ويلموت من معهد روسلين عن إجراء استنساخ النعجة
دولي باستعمال دنا من خليّتين من خروفين بالغين.
• 1998: استنسخ العلماء ثلاثة أجيال من الفئران من نوى خلايا المبيض
البالغة
• 1998: استخدمت الخلايا الجذعية الجنينية لتجديد الأنسجة وخلق
الاضطرابات التي تحاكي الأمراض
• 1998: تم تأسيس معهد التكنولوجيا الحيوية بواسطة BIO باعتباره منظمة تعليمية وطنية مستقلة
.1999 :
تم فك شفرة
الشفرة الجينية للكروموسوم البشري
9. التكنولوجيا
الحيوية 2000 - 2010
• 2000: تم الانتهاء من مسودة أولية للجينوم البشري
• 2000: الخنازير هي الحيوان التالي المستنسخ من قبل الباحثين
للمساعدة في إنتاج أعضاء للزرع البشري
• 2001: تم نشر تسلسل
الجينوم البشري في مجلتي العلم Science
والطبيعة Nature.
• 2002: أكمل العلماء تسلسل مسبب المرض للأرز ، وهو فطر يدمر ما يكفي
من الأرز لإطعام 60 مليون شخص سنويًا.
• 2002:
أصبح
الأرز أوّل محصول زراعي تمّ حل شيفرته الجينومية.
.:2002استنسخ البانتنج نوع من البقريات يشبه الجواميس ، وهو من الأنواع المهددة بالانقراض ، لأول مرة.
• 2003: اكتمل مشروع الجينوم البشري، وقدّم معلومات حول مواقع وتتالي الجينات البشرية على كامل الكروموسومات الـ46
.
.2005: تم تمرير قانون سياسة الطاقة وتوقيعه ليصبح قانونًا ، مما يسمح بالعديد من الحوافز لتطوير الإيثانول الحيوي.
.2006: وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على لقاح جارداسيل المؤتلف ، وهو أول لقاح تم تطويره ضد فيروس الورم الحليمي البشري (HPV) ، وهو عدوى متورطة في سرطان عنق الرحم والحلق ، وأول لقاح وقائي للسرطان
• 2008: أطلق باحثي فضاء يابانيين أوّل وحدة
تجارب طبية سمّيت "كيبو Kibo" لاستعمالها في محطة الفضاء الدولية.
• 2009: استعمل معهد سيدارز سيناي للقلب جينات
قلبية معدّلة من العقدة الجيبية الأذينية لابتكار أوّل ناظمة قلبية فيروسية في
خنزير غينيا، وتعرف الآن بـiSAN.
. 2009 : أنتج ساساكي وأوكانا قردًا معدلاً وراثيًا يتوهج باللون الأخضر في الضوء فوق البنفسجي (وينقل السمة إلى نسلهما).
.2009: وافقت إدارة الغذاء والدواء على أول حيوان معدّل وراثيًا لإنتاج شكل مؤتلف من مضاد الثرومبين البشري.
10. التكنولوجيا الحيوية 2010 - 2020
.2010 : نجح Craig Venter في إثبات أن الجينوم الاصطناعي يمكنه التكاثر بشكل مستقل.
.2010: أعلن الدكتور ج. كريج فينتر عن اكتمال "الحياة الاصطناعية" عن طريق زرع جينوم اصطناعي قادر على التكاثر الذاتي في خلية بكتيرية متلقية.
.2011: القصبة الهوائية المستمدة من الخلايا الجذعية تم زرعها بنجاح في الإنسان المتلقي.
• 2012: استعمل زاك
فاوتر ذو الإحدى وثلاثين عامًا من العمر بنجاح ساقًا آلية يُتحكم بها بالجهاز
العصبي لتسلّق برج شيكاغو ويليز.
.2012: أعلن باحثون في جامعة واشنطن في سياتل عن التسلسل الناجح لجينوم كامل للجنين باستخدام لا شيء سوى قصاصات من الحمض النووي تطفو في دم أمه.
.2013: أعلن فريقان بحثيان عن طريقة جديدة سريعة ودقيقة لتحرير مقتطفات من الشفرة الجينية. يستفيد ما يسمى بنظام CRISPR من استراتيجية الدفاع التي تستخدمها البكتيريا.
.2013: أعلن الأطباء أن طفلًا مولودًا مصابًا بفيروس نقص المناعة البشرية قد شُفي من المرض.
.2014: أظهر الباحثون أن الدم المأخوذ من فأر صغير يمكن أن يجدد عضلات ودماغ فأر عجوز.
.2014: اكتشف الباحثون كيفية تحويل الخلايا الجذعية البشرية إلى خلايا بنكرياسية وظيفية - وهي نفس الخلايا التي يتم تدميرها بواسطة جهاز المناعة الخاص بالجسم في مرضى السكري من النوع 1.
.2015: طور باحثون في السويد اختبار دم يمكنه اكتشاف السرطان في مرحلة مبكرة من قطرة دم واحدة.
.2015: اكتشف العلماء مضادًا حيويًا جديدًا ، وهو الأول منذ ما يقرب من 30 عامًا ، والذي قد يمهد الطريق لجيل جديد من المضادات الحيوية ويحارب مقاومة الأدوية المتزايدة. يمكن للمضاد الحيوي ، تيكسوباكتين ، علاج العديد من الالتهابات البكتيرية الشائعة ، مثل السل وتسمم الدم وداء المطثية العسيرة.
.2016: الخلايا الجذعية المحقونة في مرضى السكتة الدماغية تعيد تمكين المريض من المشي.
.2017: قال العلماء في معهد سالك في لا جولا ، كاليفورنيا ، إنهم اقتربوا خطوة واحدة من القدرة على زراعة الأعضاء البشرية داخل الخنازير. في أحدث أبحاثهم ، تمكنوا من زراعة خلايا بشرية داخل أجنة الخنازير ، وهي خطوة صغيرة ولكنها واعدة نحو نمو الأعضاء.
.2017: الخطوة الأولى نحو القطن المعدل وراثيًا.
.2017: يكشف البحث عن جوانب مختلفة من إزالة ميثيل الحمض النووي المتضمنة في عملية نضج الطماطم.
.2017: يوفر تسلسل جينوم الطحالب الخضراء مخططًا للنهوض بالطاقة النظيفة والمنتجات الحيوية.
.2017: قام باحثون في أكاديمية Sahlgrenska - وهي جزء من جامعة جوتنبرج بالسويد - بتوليد أنسجة غضروفية عن طريق طباعة الخلايا الجذعية باستخدام طابعة بيولوجية ثلاثية الأبعاد.
2017: تحقيق اتصال ثنائي الاتجاه في واجهة بين الدماغ والآلة لأول مرة.
.2019 - أعلن العلماء ، لأول مرة ، عن استخدام تقنية كريسبر لتعديل الجينات البشرية لعلاج مرضى السرطان الذين لم تنجح معهم العلاجات القياسية.
2019 - في دراسة ، وصف الباحثون طريقة جديدة للهندسة الوراثية تتفوق على الأساليب السابقة مثل كريسبر يسمونها "التحرير الأولي"
11. التكنولوجيا الحيوية 2020 - الى الآن
.2020:أفاد العلماء أن لديهم نباتات معدلة وراثيًا لتتوهج بشكل أكثر إشراقًا مما كان ممكنًا في السابق عن طريق إدخال جينات فطر نيونوثوبانوس نامبي ذي الإضاءة الحيوية. يكون التوهج مستدامًا ذاتيًا ، ويعمل عن طريق تحويل حمض الكافيين في النباتات إلى لوسيفيرين ، وعلى عكس جينات التلألؤ البيولوجي البكتيرية المستخدمة سابقًا ، فإن له ناتجًا ضوئيًا مرتفعًا يمكن رؤيته بالعين المجردة
.2022: قدم الباحثون مفهوم النيكروبوتيك (necrobotics) ويظهرونه من خلال إعادة وضع العناكب الميتة كقابض آلي من خلال تنشيط أذرعهم الممسكة عن طريق تطبيق هواء مضغوط
كان التلاعب الجيني هو السبب الرئيسي في أن علم الأحياء يُنظر إليه الآن على أنه علم المستقبل والتكنولوجيا الحيوية كواحدة من الصناعات الرائدة.
.
تعليقات
إرسال تعليق