જૈવ તકનીક

ઇનસ્યુલિન (Insulin)ક્રિસ્ટલ્સ.

જૈવ તકનીક જીવવિજ્ઞાન (biology) પર આધારિત તકનીક (technology) છે, ખાસ કરીને તે કૃષિ (agriculture), ખાદ્ય વિજ્ઞાન (food science), અને દવા (medicine)માં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.સંયુક્ત રાષ્ટ્રસંઘ (United Nations) જીવવિજ્ઞાન વિષયક વિવિધતા પર સંમેલન (Convention on Biological Diversity) જૈવ તકનીકને આ પ્રમાણે વ્યાખ્યાયિત કરે છેઃ

Any technological application that uses biological systems, living organisms, or derivatives thereof, to make or modify products or processes for specific use.

જૈવ તકનીક 21મી સદીમાં સામાન્યતઃ જૈવ ઈજનેરીના (genetic engineering) સંદર્ભમાં વપરાય છે. અલબત્ત, આ પરીભાષાનો ઉપયોગ વિશાળ અર્થમાં થાય છે અને માનવ જરુરિયાત મુજબ જૈવિક સંરચનામાં ફેરફાર કરવાની લાંબી પ્રક્રિયા છે. જેનાથી કૃત્રિમ પસંદગી (artificial selection) અને વર્ણસંકરતા કરણથી (hybridization) થઇને મૂળભૂત વનસ્પતિમાંથી સુધારેલા ખાદ્ય પાકોમાં પ્રારંભિક ફેરફારો તરફ જઇ શકાય છે.જૈવ ઈજનેરી (Bioengineering) એવું વિજ્ઞાન છે, જેમાં દરેક જૈવ તકનીકી પ્રયોગો તેના આધાર રાખે છે.નવા અભિગમોના અને આધુનિક ટેકનીકના વિકાસ સાથે પરંપરાગત જૈવ તકનીક ઉદ્યોગો નવી દિશાઓને અપનાવી રહ્યા છે, જે તેમના ઉત્પાદકોની ગુણવત્તાને સુધારી શકે છે અને તેમની વ્યવસ્થાઓમાં ઉત્પાદકતાને વધારી શકે છે.

1971 પહેલા, જૈવ તકનીક નામ સૌ પ્રથમ ફૂડ પ્રોસેસિંગ (food processing) માટે અને કૃષિ (agriculture) ઉદ્યોગો માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવ્યું હતું.1970થી સંયોગી ડીએનએ અથવા ટીશ્યુ કલ્ચર (tissue culture) અથવા છોડમાં રહેલા સમસ્તર જનીન સ્થળાંતર (horizontal gene transfer), યજમાન સજીવમાં ડીએનએ (recombinant DNA) તબદિલ કરવા માટે એગ્રોબેક્ટેરિયમ (Agrobacterium) બેક્ટેરિયા જેવા પરિમાણોનો ઉપયોગ જેવા જૈવિક સંશોધનમાં વિકાસ પામનારા પ્રયોગશાળાને આધારિત ટેકનિકનો ઉપયોગ કરવા માટે પશ્ચિમ વૈજ્ઞાનિક સંસ્થાઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાની શરૂઆત થઈ હતી.હકીકતમાં તમામ પ્રકારની પદ્ધતિઓ વર્ણવવા વધુ મોટા અર્થમાં ઉપયોગમાં લેવા માટે આ પરિભાષા વપરાય છે. પ્રાચીન અને આધુનિક એમ બંન્ને પદ્ધતિઓંનો ઉપયોગ કરીને ઓર્ગેનિક સામગ્રી (organic materials) ખાદ્ય ઉત્પાદનની માંગને પહોંચી વળવા માટે થાય છે.આ પરિભાષાની વ્યાખ્યા એ પ્રકારે પણ આપી શકાય કે, " તે માઇક્રોઓર્ગેનિઝમ્સના (કેટલાક ભાગો) સંચાલનની વૈજ્ઞાનિક જાણકારી અને/અથવા તે જે તે સ્થાનિક પદ્ઘતિ છે, અથવા તો સ્નાયુ અને માંસપેશીની ઉચ્ચ કક્ષાના સજીવો, જેથી આ માલ અને સેવાઓનો ઉપયોગ ખાદ્ય ઉદ્યોગ અને તેના ગ્રાહકોને પુરો પાડી શકે.

જૈવ તકનીકએ જિનેટ્કિસ (genetics), મોલેક્યૂલર જીવવિજ્ઞાન (molecular biology), જીવરસાયણવિજ્ઞાન (biochemistry), એમબ્રિઓલજી (embryology) અને કોશ જીવવિજ્ઞાન (cell biology), જેવી વિદ્યાશાખાઓનો સમૂહ છે. જેનો રાસાયણિક ઈજનેરી (chemical engineering), સુચના તકનીક (information technology), અને બાયોરોબોટિક્સ (biorobotics) જેવી વ્યવહારુ વિદ્યાશાખાઓ સાથે સીધો સંબંધ છે.પેથો-જૈવ તકનીકને (Patho-biotechnology) એ પ્રકારે વર્ણવી શકાય કે તે પેથોજેન્સ અથવા પેથોજેનનો ઉપયોગ કરી લાભકારક પ્રયત્નો માટે ઉત્પન્ન કરવા તે ભેગુ કરે છે.

ઇતિહાસ

બિયર બનાવવો (Brewing) જૈવ તકનીકનો શરુઆતમાં થતો ઉપયોગ હતો.

મુખ્ય લેખ: History of Biotechnology

જૈવ તકનીક, કૃષિ (agriculture) અંગેનો સામાન્ય વિચાર ન હોવા છતાં વ્યાખ્યામાં એ વાત સ્પષ્ટ છે કે ઉત્પાદન તૈયાર કરવા માટે જૈવ તકનીકી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવો" એ વનસ્પતિની ખેતી કરવી એને માનવે ખુબ જ શરુઆતમાં અપનાવેલો જૈવ તકનીકી ઉદ્યોગ હતો. ઉત્તર પાષાણ યુગની ક્રાતિ (Neolithic Revolution) બાદ કૃષિએ ખાદ્ય તૈયાર કરવાની સૌથી અસરકારક પદ્ધતિ છે. કૃષિનો પ્રારંભ થયો તે પછી અન્ય યાંત્રિક અને જૈવિક વિજ્ઞાનોની મદદથી તેની પ્રક્રિયાઓ અને પદ્ધતિઓમાં સુધારો આવ્યો હતો. શુરઆતના સમયમાં જૈવ તકનીકમાં, ખેડુતો વધતી જતી જનસંખ્યાને ભોજન પુરુ પાડવા માટે યોગ્ય અને વધુ પાક મળે તેવી પદ્ધતિ પસંદ કરતાં હતા. જૈવ તકનીકના અન્ય ઉપયોગો માટે ખુબ જ મોટા પાકો અને ખેતરોની જરુર રહેતી જેને જાળવવા ખુબ જ મુશ્કેલ હતા. ખાસ કરીને સજીવો અને સજીવ દ્વારા થતા ઉત્પાદન માટે ફળદ્રુપ બનાવવા (fertilize), નાઇટ્રોજનનું પુનઃસ્થાપન કરવું (restore nitrogen), અને જંતુઓનું નિયંત્રણ (control pests) કરવામાં આવતુ હતુ.કૃષિના સતત ઉપયોગમાં ખેડુતોને તેમના પાકોમાં સુપ્રજાજનનશાસ્ત્ર ના પરિવર્તન અંગે અજાણ હતા. તેમ છતાં તેમને નવા વાતાવરણો અને તેમના ઉછેર (breeding) અને અન્ય વનસ્પતિઓ- જે જૈવ તકનીકના પ્રારંભિક સ્વરુપોમાંનું એક હતુ.મેસોપોટેમિયા (Mesopotamia), ઇજીપ્ત (Egypt) અને ભારત (India) જેવા દેશોની સંસ્કૃતિમાંમાં દારુ ગાળવાની (brewing) અને બિઅર (beer) બનાવવાની વિકસીત પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. સુકવેલા અનાજનો ઉપયોગ માટે હજુ પણ પ્રારંભિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે. બિઅર તૈયાર કરવા માટે અનાજમાંથી સ્ટાર્ચને શર્કરામાં તબદીલ કરી અને તેમાં ચોક્કસ યીસ્ટ ઉમેરીને બિઅર તૈયાર થાય છે.આ પ્રક્રિયા દરમિયાન અનાજમાં રહેલા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું ઇથોનેલ જેવા આલ્કોહોલમાં રુપાન્તર થાય છે. પ્રાચિન ભારતીયો એફેડ્રા વલ્ગેરીસ (Ephedra vulgaris) નામના પ્લાન્ટના રસનો પણ ઉપયોગ કરતા હતા, જેને તેઓ સોમ (Soma) તરીકે ઓળખતા હતા.પાછળથી અન્ય સંસ્કૃતિઓએ લેક્ટિક એસિડના આથાની (Lactic acid fermentation) પ્રક્રિયા શોધી કાઢી. જેના કારણે અન્ય પ્રકારના ભોજનમાં આથો લાવવા અને તેને જાળવવામાં મદદ મળી. આથો બનાવવાની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ આ સમયે આથેલી બ્રેડમાં પણ કરવામાં આવતો હતો.લુઇ પાશ્ચરે (Louis Pasteur)1857માં તેના પર કામ શરુ કર્યુ ત્યાં સુધી લોકોને ખબર નહતી કે આથો કેવી રીતે આવે છે. આજૈવ તકનીકનો એવો પ્રથમ ઉપયોગ હતો કે જેના આધારે એક ખાધ્ય પદાર્થને બીજમાં તબદીલ કરી શકાતો હતો.

શરૂઆતની સંસ્કૃતિમાં છોડ અને અન્ય જીવોના મિશ્રણનો ઉપયોગ દવા (medications) તરીકે કરવામાં આવતો.ઇસુ પૂર્વેના 200 વર્ષ પહેલાથી લોકો ચેપી રોગોથી બચવા માટે અમુક રોગ પ્રતિકારક શક્તિ આપતી દવાઓ જાતે શોધી લેતા હતા. આ અને તેના જેવી જ પ્રક્રિયાઓને આધુનિક મેડીસીનમાં સુધારવામાં આવી હતી. જેના કારણે જીવાણુનાશકો (antibiotics), રસી (vaccines), અને રોગો સામેની લડવાની અન્ય પદ્ધતિઓ વિકાસ પામી.

20મી સદીની શરુઆતમાં વૈજ્ઞાનિકોને સુક્ષ્મ જીવ વિજ્ઞાન (microbiology) વિશે વધુ સારી માહિતી મળી. તેમણએ ચોક્કસ ઉત્પાદનો તૈયાર કરવા માટેના નવા રસ્તા શોધ્યા 1917માં શાઇમ વેઝ્માન (Chaim Weizmann) એવા પ્રથમ વૈજ્ઞાનિક હતા કે જેમણે માત્ર સુક્ષ્મ જૈવ તક્નીક વિજ્ઞાન દ્રારા ક્લોસ્ટ્રિડીયમ એક્ટોબ્યુટીકમનો (Clostridium acetobutylicum), ઉપયોગ કરીને કોર્ન સ્ટાર્ચ (corn starch) તૈયાર કર્યુ. જેના આધારે એસ્ટોને (acetone), તૈયાર થયો. જેની યુનાઇટેડ કિંગ્ડમને (United Kingdom) પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ (World War I) દરમિયાન વિસ્ફોટકો (explosive) માટે ખુબ જ જરુરિયાત રહેતી હતી.

16મી જુન (June 16), 1980ના (1980), રોજ આધુનિક જૈવ તકનીકના વિશાળ ક્ષેત્રના દરવાજા ખુલી ગયા. આ દિવસે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની સુપ્રિમ કોર્ટે (United States Supreme Court) ડાયમંડ વિ. ચક્રવર્તીના (Diamond v. Chakrabarty) કેસમાં આપેલા ચુકાદામાં જણાવ્યુ કે, જિનેટિકલી ફેરફારોવાળા (genetically-modified) માઇક્રોઓર્ગેનિઝમની (microorganism) પેટન્ટ (patent) થઇ શકે. ભારતમાં જન્મેલા આનંદ ચક્રવર્તી જનરલ ઇલેટ્રિક (General Electric)માટે કામ કરતાં હતા. તેમણે એક બેક્ટેરિયમ ( પેસ્યુડોમોસ (Pseudomonas) જીન્સનો ઉપયોગ કરીને) વિકસાવ્યુ. જે ક્રુડ ઓઇલને તોડી પાડવા માટે સક્ષમ હતુ. તેનો તેઓ ઓઇલ સ્પીલ્સ માટે ઉપયોગ કરવાના હતા.

આ ઉદ્યોગની આવક વર્ષ 2008માં 12.9 ટકાના દરે વૃદ્ધિ પામે તેવી શક્યતા છે.જૈવ તકનીકના ક્ષેત્રની સફળતાને અસર કરતું અન્ય પરિબળ એ પણ છે કે હવે બૌદ્ધિક સંપદાના હક્કો અંગેના કાયદામાં નોંધપાત્ર સુધારા કરવામાં આવ્યા છે. જે વિશ્વભરમાં લાગુ થયા છે. આ સાથે સાથે અમેરિકન જનસંખ્યા, વધતી ઉંમર અને ત્રાસ સામે રક્ષણ આપે તેવા મેડીકલ અને ફાર્માસ્યુટીકલ ઉત્પાદનોની માગ વધતી જાય છે.

બાયોફ્યુઅલની વધતી જતી માગ જૈવ તકનીકના ક્ષેત્ર માટે સારા સમાચાર છે. ઉર્જા વિભાગના (Department of Energy) અંદાજ મુજબ ઇથેનોલનો (ethanol), ઉપયોગ અમેરિકન પેટ્રોલીયમ-ડ્રાઇવિંગ ઇંધણનો ઉપયોગ 2030 સુધી 30 ટકા જેટલો ઘટાડી શકાશે. જૈવ તકનીક ક્ષેત્રએ અમેરિકાની ખેતીના ઉદ્યોગને ખુબ જ ઝડપથી અનાજ અને સોયાબીન પુરા પાડવા-જે જૈવ બળતણમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે તે-માં વધારો કરી દીધો છે. આ માટે તેમણે જીનેટિકલી તૈયાર કરવામાં આવેલી જાતો બનાવી છે. જે જંતુઓ તેમજ ઓછા પાણી વાળી પરિસ્થિતી સામે લડી શકે છે.ખેતરની ઉત્પાદકતા વધાવાની સાથે જૈવ તકનીક જૈવ બળતણનું ઉત્પાદન તેના લક્ષ્યાંક સુધી પહોંચે તેમાં મહત્વની ભુમિકા ભજવતુ હોય છે.

એપ્લીકેશન્સ

એકગુલાબના (rose) છોડના કોષો ટીસ્યુ કલ્ચર

માં વિકાસ પામવા માંડ્યા હતા.

જૈવ તકનીકનો ઉપયોગ ચાર મુખ્ય ઉદ્યોગોમાં થાય છે. જેમાં આરોગ્ય (મેડીકલ), પાક તૈયાર કરવો અને કૃષિ, ખાદ્ય સિવાયનો (ઉદ્યોગોનો) પાકનો ઉપયોગ અને વગેરે ઉત્પાદનો જેવા કે બાયોડિગ્રેડેબલ પ્લાસ્ટિક (biodegradable plastic),વનસ્પતિ તેલ (vegetable oil), , બાયો ફ્યુઅલ (biofuel) અને વાતાવરણ માટે તેનો ઉપયોગ થાય છે.

ઉદાહરણ માટે જૈવ તકનીકની એક એપ્લીકેશન સીધો જ સજીવોનો (organism) ઉપયોગ કરીને બિયર (beer) અને દુધ (milk)જેવા જૈવિક ઉત્પાદનો તૈયાર કરે છે.વધુ એક ઉદાહરણ એ છે કે બાયોલેચિંગ (bioleaching) અંતર્ગત ખાણ ઉદ્યોગમાં કુદરતી રીતે ઉપસ્થિત બેક્ટેરિયાનો (bacteria) ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.જૈવ તકનીકનો ઉપયોગ રિસાયકલ પદ્ધતિ માટે, ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિઓ અને (બાયોરિમેડીટેશનને (bioremediation)) કારણે પ્રદૂષિત જગ્યાઓને સ્વચ્છ કરવા અને જૈવ વિજ્ઞાન શસ્ત્રોના (biological weapons) ઉત્પાદન માટે પણ થાય છે.

જૈવ તકનીકની વિવિધ શાખાઓની ઓળખ માટે શોધવામાં આવેલા શબ્દોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે:

• બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સમાં (Bioinformatics) વિવિધ વિદ્યાશાખાઓ હોય છે, જે ગણનાત્મક રીતોના ઉપયોગ સમયની બાયોલોજિકલ સમસ્યાઓનું નિરાકરણ આપે છે અને બાયોલોજિકલ માહિતીનું ઝડપી વિશ્લેષણ કરે છે.આ ક્ષેત્રને કદાચ કોમ્પ્યુટેશનલ બોયોલોજિ, તરીકે પણ ગણાવી શકાય અને પરમાણુંની દ્રષ્ટિએ તેને "પ્રત્યયવાદી બાયોલોજિ તરીકે પણ ઓળખાવી શકાય. આ પરમાણુંઓ સાથે સંકળાયેલી માહિતીઓને સમજવા અને યોગ્ય રૂપ આપવા મોટે પાયે ઇન્ફોર્મેટિક્સ ટેક્નીકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે."

બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ એ ફંક્શનલ જેનોમિક્સ (functional genomics), સ્ટ્રક્ચરલ જેનોમિક્સ (structural genomics) અને પ્રોટિઓમિક્સ (proteomics) જેવા વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ચાવીરૂપ ભૂમિકા ભજવે છે અને જૈવ તકનીક અને ફાર્માસ્યુટિકલ ક્ષેત્રમાં ચાવીરૂપ તત્વની રચના કરે છે.

• બ્લુ જૈવ તકનીક શબ્દનો ઉપયોગ જૈવ તકનીકના દરિયાઇ અને પાણીની નજીક રહેતા સાધનોને વર્ણવવા માટે કરવામાં આવે છે, પરંતુ તેનો ઉપયોગ ખૂબ પ્રાસંગિક થાય છે.

• પર્યાવરણીય જૈવ તકનીક એ કૃષિ (agricultural) પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી જૈવ તકનીક છે.

માઇક્રોપ્રોપગેશનના (micropropagation) માર્ગે છોડની પસંદગી અને ડમેસ્ટિકેશન એ તેનું એક ઉદાહરણ છે. ટ્રાન્સજેનિક પ્લાન્ટ્સને (transgenic plant) કોઇ ચોક્કસ વાતાવરણમાં અથવા કોઇ ચોક્કસ કૃષિ રસાયણોની હાજરી કે ગેરહાજરીમાં ઉછેરવાની પ્રક્રિયા એ બીજુ ઉદાહરણ છે.એવી આશા પ્રવર્તે છે કે પર્યાવરણીય જૈવ તકનીક પરંપરાગત ઔદ્યોગિક કૃષિની સરખામણીએ પર્યાવરણને વધુ સાનુકુળ ઉપાયો સૂચવે છે. જંતુનાશકોના બાહ્ય ઉપયોગોથી દૂર રહેવા જંતુનાશકોના (pesticide) પ્લાન્ટનું કરવામાં આવતું ઈજનેરીએ તેનું એક ઉદાહરણ છે. બીટી કોર્નને (Bt corn) પણ તેનું એક ઉદાહરણ ગણાવી શકાય.પર્યાવરણીય જૈવ તકનીકના આ પ્રકારના ઉત્પાદનો અંતે પર્યાવરણને વધુ સાનુકુળ છે કે નહીં, તે એક ચર્ચાનો વિષય છે.

• રેડ જૈવ તકનીક (Red biotechnology) એ તબીબી (medical) પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી જૈવ તકનીક છે.વંશસૂત્રીય ઉપયોગ (genomic manipulation) દ્વારા જીવાણુનાશકોના (antibiotic) ઉત્પાદન અને જીનેટીક સારવાર એ જીવતંત્રની રચનાના કેટલાક ઉદાહરણો છે.
• ઔદ્યોગિક જૈવ તકનીક તરીકે પણ જાણીતી સફેદ જૈવ તકનીકનો (White biotechnology) ઔદ્યોગિક (industrial) પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગ થાય છે.ઉપયોગી કેમિકલના ઉત્પાદન માટે જીવતંત્રની રચના એક ઉદાહરણ છે.

મૂલ્યવાન રસાયણોના ઉત્પાદન માટે અથવા પ્રદૂષણયુક્ત રસાયણોના નાશ માટે ઔદ્યોગિક ઉત્તેજક (catalyst) તરીકે થતો પાચક રસોનો (enzymes) ઉપયોગ અન્ય એક ઉદાહરણ છે.ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનની પ્રક્રિયાઓમાં સફેદજૈવ તકનીકએ પરંપરાગતની સરખામણીએ ઓછા સ્રોતોનો ઉપયોગ કરે છે.

• આ ત્રણ પ્રકારની જૈવ તકનીકના રોકાણ અને આર્થિક ઉપાર્જનને જૈવ અર્થતંત્ર (bioeconomy) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

દવાઓ

દવાઓમાં આધુનિક જૈવ તકનીકનો મહત્વના સ્થાને ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમકે

• દવાનું ઉત્પાદન
• ફાર્માકોજિનોમિક્સ (pharmacogenomics);
• જનીન ઉપચાર (gene therapy); અને
• જનનીક પરિક્ષણ

ફાર્માકોજિનોમિક્સ

ડીએનએ માઇક્રોએરે (DNA Microarray) ચીપ -- તેનાથી લોહીના હજારો પરિક્ષણ એકસાથે કરી શકાય છે.

મુખ્ય લેખ: Pharmacogenomics

કોઇ પણ વ્યક્તિના શરીરની દવા સામેની પ્રતિક્રિયા પર વંશસૂત્રીય વારસો કેવી રીતે અસર કરે છે, તેના અભ્યાસને ફાર્માકોજિનોમિક્સ કહેવામાં આવે છે.તે "ઔષધિ વિજ્ઞાન (pharmacology)" અને "જિનોમિક્સ" શબ્દોમાંથી તારવેલો સંયુક્ત શબ્દ છે.આથી તે ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને જિનેટીક્સ વચ્ચેના સંબંધોનો એક અભ્યાસ છે.પ્રત્યેક વ્યક્તિનું વંશસૂત્રીય માળખું સ્વીકાર કરે તેવી દવાની રચના અને ઉત્પાદનને શક્ય બનાવવું એ ફાર્માકોજિનોમિક્સનો દ્રષ્ટિકોણ છે.

ફાર્માકોજિનોમિક્સથી નીચેના લાભો થાય છે:

1. અમુક વિશેષ દવાઓનો વિકાસફાર્માસ્યુટિકલ કંપનીઓ ફાર્માકોજિનોમિક્સનો ઉપયોગ કરીને પ્રોટિન (protein), પાચક રસો અને આરએનએ(RNA) (RNA) પરમાણુંઓ આધારિત દવાઓનું સર્જન કરે છે, જે ચોક્કસ જનીનો અને રોગો સાથે સંકળાયેલી હોય છે.

અમુક વિશેષ દવાઓ ફક્ત ઉપચારની અસરકારકતામાં જ વધારો નથી કરતી, પરંતુ તે નજીકના તંદુરસ્ત કોષોને થતા નુક્શાનને પણ અટકાવે છે.

1. દવાનું યોગ્ય પ્રમાણ નક્કી કરવાની વધુ ચોક્કસ પદ્ધતિઓ.દર્દીના જિનેટિક્સની જાણકારીથી ડોક્ટર એ જાણી શકશે કે તેનું શરીર કેટલા અંશે દવાની પ્રક્રિયા અને ચયપાચયની ક્રિયા કરી શકે છે.તેનાથી દવાની અસરમાં વધારો થશે અને વધુ પ્રમાણમાં લેવાતી દવામાં ઘટાડો થશે.

1. દવાની શોધ અને મંજૂરીની પ્રક્રિયામાં સુધારો થાય છે.વંશસૂત્ર લક્ષ્યાંકોના ઉપયોગથી સંભવ ઉપચારોની શોધ વધુ સરળ બનશે.જનીનો સંખ્યાબંધ રોગો અને વિકારો સાથે સંકળાયેલા છે.આધુનિક જૈવ તકનીક સાથે આ જનીનોનો ઉપયોગ અસરકારક નવા ઉપચારોના વિકાસના લક્ષ્યાંકો તરીકે કરી શકાય, જે દવાની શોધની પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકી બનાવી શકશે.

1. બહેતર રસીઓજનનશાસ્ત્ર ઈજનેરી દ્વારા રૂપાંતરિત જીવતંત્રો દ્વારા વધુ સલામત રસીઓની રચના અને ઉત્પાદન કરી શકાય.

આ રસીઓથી ચેપના શક્ય જોખમ વિના પણ પ્રતિકારક ક્ષમતામાં વધારો કરશે. આ રસીઓ ઓછી ખર્ચાળ, સ્થિતિસ્થાપક, જાળવણીમાં સરળ અને એકસાથે પેથોજિનના ઘણા સ્ટેઇન્સ વહન કરી શકે તે રીતે રચવામાં આવી હોય છે.

ઔષધિય ઉત્પાદનો

ઇન્સ્યુલિનની કોમ્પ્યુટરથી રચવામાં આવેલી છબી ત્રણ પડની સિમેન્ટ્રી (symmetry) અને ઝીંક (zinc) આઇકોન એકસાથે દર્શાવે છે અને હિસ્ટીડાઇન (histidine) રીસાઇડસ ઝીંક બાઇન્ડીંગમાં સમાયેલું હોય છે.

મોટા ભાગની પરંપરાગત ફાર્માસ્યુટિકલ દવાઓ સામાન્ય પરમાણુંઓ હોય છે, જે શરૂઆતના તબક્કામાં રોગ કે બિમારીના ચિહ્નો સામેના નિદાનમાં કસોટી સમયે શોધવામાં આવ્યા હતા.બાયોફાર્માસ્યુટિકલ્સ (Biopharmaceutical) એ પ્રોટિન (proteins) તરીકે ઓળખાતા વિશાળ બાયોલોજિકલ પરમાણુંઓ છે અને સામાન્ય રીતે તે પાયાના માળખા અને માંદગીના માર્ગો પર અસર કરે છે (પરંતુ ટાઇપ 1 ડાયાબિટીસ મેલિટસની (type 1 diabetes mellitus) સારવાર માટે ઇન્સ્યુલિના (insulin) ઉપયોગના કિસ્સામાં આવું હંમેશા થતું નથી, કેમકે આ સારવાર ફક્ત રોગના ચિહ્નો પર અસરકારક નિવડે છે, નહીં કે ઓટોઇમ્યુનિટી (autoimmunity) જેવા પાયાના કારણને); અન્યની સરખામણીએ તે એક નવી ઇન્ડસ્ટ્રી છે.તેઓ માનવના લક્ષણોનો અસરકારક ઇલાજ આપે છે, જે કદાચ પરંપરાગત દવાઓ સાથે શક્ય બનતું નથી.દર્દીને સામાન્ય રીતે ટેબ્લેટ દ્વારા ઓછી માત્રામાં દવા આપવામાં આવે છે, જ્યારે મોટી માત્રા ઇન્જેક્શન દ્વારા અપાય છે.

નાના પરમાણુંઓનું ઉત્પાદન રસાટણ શાસ્ત્ર દ્વારા થાય છે, પરંતુ મોટા પરમાણુંઓનું સર્જન માનવીય શરીરમાં પ્રાપ્ય જીવંત કોષો દ્વારા કરવામાં આવે છે: જેમકે બેક્ટેરિયાના કોષો, યીસ્ટના કોષો, પ્રાણીઓ અથવા છોડના કોષો.

આધુનિક જૈવ તકનીક સિન્થેટીક ઇન્સ્યુલિન (insulin) અથવા એન્ટીબાયોટિક્સ (antibiotics) જેવા વિશેષ પદાર્થોના ઉત્પાદન માટેના ઇ. કોલિ (E. coli) અથવા યીસ્ટ (yeast) જેવા આનુવંશિક રીતે સુધારેલા માઇક્રોઓર્ગેનીઝમના (microorganism) ઉપયોગ સાથે સંકળાયેલી હોય છે.તે બીટી કોર્ન (Bt corn) જેવા ટ્રાન્સજેનિક પ્રાણીઓ (transgenic animals) કે ટ્રાન્સજેનિક પ્લાન્ટને (transgenic plant) પણ લાગુ પડે છે.ચાઇનીઝ હેમ્સ્ટર ઓવરી (Chinese Hamster Ovary) (સીએચઓ) કોષો જેવા આનુવંશિક રીતે ફેરફાર કરાયેલા સસ્તન પ્રાણીઓના કોષોનો ઉપયોગ પણ કેટલીક ચોક્કસ દવાઓના ઉત્પાદન માટે થાય છે.નવી જૈવ તકનીકની એક વિશ્વાસપાત્ર શોધ વનસ્પતિ દ્વારા ઉત્પાદિત દવાઓનો (plant-made pharmaceuticals) વિકાસ છે.

બાયોટેક્નોલોજી એ હીપેટાઇટિસ બી (hepatitis B), હીપેટાઇટિસ સી (hepatitis C), કેન્સર્સ (cancers), આર્થરાઇટિસ (arthritis), હિમોફિલીયા (haemophilia), હાડકાના ફ્રેક્ચર (bone fractures), મલ્ટિપલ સ્કલરોસિસ (multiple sclerosis) અને કાર્ડિયોવાસ્ક્યુલર (cardiovascular) જેવી વિકૃતિઓના નિદાન માટેની નવી મેડીકલ સારવારોની સિમાચિહ્નરૂપ શોધો સાથે પણ સંકળાયેલી છે.જૈવ તકનીક ઉદ્યોગે મોલેક્યૂલર ડાઇગ્નોટિક ડિવાઇસના વિકાસમાં મહત્વનો ફાળો આપ્યો છે, જે આપેલી બાયોફાર્માસ્યુટિકલ માટે નક્કી કરવામાં આવેલા દર્દીઓની સંખ્યા શોધવામાં પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.ઉદાહરણ તરીકે હરસેપ્શન (Herceptin) એ સમાન ડાયગ્નોસિસ પરિક્ષણના ઉપયોગ માટે મંજૂર કરવામાં આવેલી પ્રથમ દવા હતી અને તેનો ઉપયોગ સ્ત્રીઓના સ્તનના કેન્સરની સારવાર માટે થાય છે, જેમના કેન્સર કોષો પ્રોટિન એચઇઆર2 (HER2) ધરાવતા હોય છે.

આધુનિક જૈવ તકનીકના ઉપયોગથી હાલની દવાઓને વધુ સરળ અને સસ્તી રીતે ઉત્પાદિત કરી શકાય.માનવીય રોગોની સારવાર માટે રચવામાં આવેલી દવાઓ એ પ્રથમ આનુવંશિક રીતે તૈયાર કરવામાં આવેલી દવા હતી.ઉદાહરણ તરીકે 1978માં જિનનટેકે (Genentech) જનીનોને પ્લાઝમિડ (plasmid) સાથે જોડીને સિન્થેટીક હ્યુમનાઇઝ્ડ ઇન્સ્યુલિનનો (insulin) વિકાસ કર્યો, જેને બેક્ટેરિયમ એસ્થેરિચીયા કોલિમાં (Escherichia coli) નાખવામાં આવ્યું.ડાયાબિટસીની સારવાર માટે મોટે પાયે ઉપયોગમાં લેવાતું ઇન્સ્યુલિન શરૂઆતમાં કતલખાનાના પ્રાણીઓના સ્વાદુપિંડમાંથી મેળવવામાં આવ્યું હતું. (ગાય, ભેંસ અને ડુક્કર)આનુવંશિક રીતે રચાયેલા જીવાણુંઓથી સિન્થટીક હ્યુમન ઇન્સ્યુલિનનું તુલનાત્મક રીતે ઓછી પડતરે મોટે પાયે ઉત્પાદન કરી શકાય છે. આમ છતાં પડતરમાં થયેલા ઘટાડાથી ઉત્પાદકોના નફામાં વધારો થયો, પરંતુ હેલ્થકેરની સેવાઓ આપતા લોકોએ તેને ગ્રાહકો સુધી ન પહોંચાડ્યો.ઇન્ટરનેશનલ ડાયાબિટીસ ફેડરેશન (આઇડીએફ) દ્વારા વર્ષ 2003માં હાથ ધરવામાં આવેલા અભ્યાસ મુજબ તેના સભ્ય દેશોમાં ઇન્સ્યુલિનની પ્રાપ્યતા તથા માનવીય ઇન્સ્યુલિન મોટા ભાગના દેશોમાં વધુ ખર્ચાળ હતું, જ્યાં માનવીય અને પ્રાણીના ઇન્સ્યુલિન વ્યાપારી ધોરણે ઉપ્લબ્ધ છે: દા.ત. યુરોપિયન દેશોમાં સિન્થેટીક માનવીય ઇન્સ્યુલિનની સરેરાશ કિંમત પોર્ક ઇન્સ્યુલિનની કિંમતની સરખામણીએ બમણી કિંમત ધરાવતું હતું.આઇડીએફે એક નિવેદનમાં જણાવ્યું હતું કે "એવી કોઇ સાબિતીઓ નથી કે એક જાતિનું ઇન્સ્યુલિન બીજી જાતિના ઇન્સ્યુલિન તરીકે ઉપયોગમાં લઇ શકાય અને" [આધુનિક, ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતા] પ્રાણીઓનું ઇન્સ્યુલિન એ સંપૂર્ણ સ્વીકૃત વિકલ્પ છે.

આધુનિક જૈવ તકનીક વિકસિત થઇ છે અને તેને પગલે માનવીય વૃદ્ધિ હોર્મોન (human growth hormone), હિમોફીલીયોક (hemophiliac) માટે ક્લોટીંગ પરિબળ (clotting factor), પ્રજનન ક્ષમતા માટેની દવા (fertility drug), એરિથ્રોપોઇટિન (erythropoietin) અને અન્ય દવાઓનું વધુ સરળ તથા તુલનાત્મક રીતે સસ્તુ ઉત્પાદન શક્ય બન્યું છે.આજે વધુ દવાઓ આશરે 500 પરમાણું લક્ષ્યાંકો પર આધારિત છે.રોગો, રોગોના માર્ગો અને દવાના પ્રતિભાવ સાથે સંકળાયેલા જનીનોનું વંશસૂત્રીય જ્ઞાન હજારો નવી શોધો તરફ લઇ જાય તેવી શક્યતા છે.

આનુવંશિક પરિક્ષણ

જેલ ઇલેકટ્રોફોરેસિસ (Gel electrophoresis)

આનુવંશિક પરિક્ષણમાં (Genetic testing) ડીએનએ (DNA) પરમાણુંઓની સીધી તપાસનો સમાવેશ થાય છે.વૈજ્ઞાનિક દર્દીના ડીએનએના નમૂનાની પરિવર્તનીય ઘટનાક્રમમાં તપાસ કરે છે.

આનુવંશિક પરિક્ષણના મુખ્ય બે પ્રકારો છે.પ્રથમ પ્રકારમાં સંશોધક ડીએનએના નાના ટૂકડાઓની રચના કરે છે, જેનો ઘટનાક્રમ પરિવર્તનીય ઘટનાક્રમને પૂરક હોય છે.આ તપાસો વ્યક્તિની વંશસૂત્રની મૂળભૂત જોડીમાં તેના પૂરકની માગ કરે છે.દર્દીના વંશસૂત્રમાં પરિવર્તનીય શ્રેણી હાજર હોય તો તપાસ તેને બંધાયેલી રહે છે અને પરિવર્તનને સ્થાન આપે છે.બીજા પ્રકારમાં સંશોધક દર્દીના વંશસૂત્રમાં ડીએનએના ઘટનાક્રમને તંદુરસ્ત વ્યક્તિ અથવા તેની સંતતિ સાથે સરખાવીને વંશસૂત્રનું પરિક્ષણ કરી શકે છે.

હવે આનુવંશિક પરિક્ષણનો ઉપયોગ:

• કેરિયર સ્ક્રીનીંગ અથવા રોગ માટે જનીનનો એક પ્રકાર ધરાવતા બિનઅસરગ્રસ્ત વ્યક્તિઓની ઓળખ, જેના માટે રોગના લક્ષણની ઓળખ માટે બે નકલની જરૂર હોય છે;
• રોગના લક્ષણ ધરાવતી વ્યક્તિઓનું કન્ફર્મેશનલ નિદાન;
• લિંગ નક્કી કરવા;
• ફોરેન્સિક/ઓળખ પરિક્ષણ;
• ન્યૂબોર્ન સ્ક્રીનીંગ;
• પ્રેનેટલ ડાયગ્નોસ્ટિક સ્ક્રીનીંગ;
• એડલ્ટ ઓન-સેટ કેન્સર્સના વિકસાના જોખમોનો અંદાજ મેળવવા પ્રેસીમ્પ્ટોમેટિક પરિક્ષણ માટે;
• એડલ્ટ ઓન-સેટ વિકૃતિઓનુ અનુમાન કરવા પ્રેસીમ્પ્ટોમેટિક પરિક્ષણ માટે થાય છે.

કેટલાક પરિક્ષણો અગાઉથી પ્રાપ્ય છે, પરંતુ તેમાંથી મોટા ભાગનાનો ઉપયોગ વિકસિત દેશોમાં જ થાય છે.હાલમાં પ્રાપ્ય પરિક્ષણો સિસ્ટીક ફાઇબ્રોસિસ (cystic fibrosis), સિકલ સેલ એનેમિયા (sickle cell anemia) અને હન્ટીન્ગ્ટનના રોગ (Huntington’s disease) જેવી અસામાન્ય વંશસૂત્રીય વિકૃતિઓ સાથે સંકળાયેલા પરિવર્તનો શોધવામાં મદદરૂપ થાય છે.તાજેતરમાં જ સ્તન, અંડાશય અને આંતરડાના કેન્સર જેવી જટીલ સ્થિતિમાં પણ પરિવર્તનોને શોધી કાઢવાની રીતનો વિકાસ કરવામાં આવ્યો છે.આમ છતાં, જનીની પરિક્ષણ કોઇ ચોક્કસ સ્થિતિ સાથે સંકળાયેલા પરિવર્તનોને શોધી શકે નહીં તેવી શક્યતા છે, કેમકે ઘણાનું સંશોધન હજુ થયું જ નથી અને અન્યની શોધથી વિવિધ લોકો અને વસ્તી માટે જોખમ ઉભું થઇ શકે.

વિવાદીત પ્રશ્નો

સી. વિલ્લોસ લેડા (C Villos lada)

ધી બેક્ટેરિયમ (bacterium) નિયમિત આનુવંશિક રીતે રચાયેલા હોય છે.

આનુવંશિક પરિક્ષણ બાબતે કેટલાક પ્રશ્નો ઉઠાવવામા આવ્યા હતા.

1. ઉપચારની ગેરહાજરીહજુ પણ ઘણા રોગો માટે અસરકારક સારવાર કે તેને અટકાવવાના રસ્તાઓ નથી અને તેથી જનીન પરિક્ષણનો ઉપયોગ કરીને તેનું નિદાન કરવામાં આવે છે.આથી હાલમાં નિદાન પ્રાપ્ય ન હોય તેવા ભવિષ્યના રોગોના જોખમ અંગેની મળતી માહિતી મેડીકલ પ્રેક્ટીશનર્સ માટે એક દ્વિધા ઉભી કરે છે.
2. આનુવંશિક માહિતીની માલિકી અને નિયંત્રણઆનુવંશિક માહિતી અથવા જનીનો, જનીન ઉત્પાદનો વિષે માહિતી અથવા સ્વદેશી જાતિના લોકોના જૂથમાંથી મેળવવામાં આવતી લાક્ષણિકતાઓ પર કોઇ માલિકી અને નિયંત્રણ રાખશે?સૂક્ષ્મ કક્ષાએ આનુવંશિક ભાગલાની શક્યતા છે. વિકસિત દેશો પાસે તેમના પોતાના લોકો પાસેથી મેળવવામાં આવેલા જનીનોમાંથી બનેલા ઉત્પાદનોનો લાભ હોવા છતાં તેમને જૈવ તકનીકના મેડીકલ સાધનોના ઉપયોગની પરવાનગી નથી.આ ઉપરાંત આનુવંશિક માહિતીઓ જૂથમાં દૂષણો ઉભા કરતી હોવાથી તે લઘુમતી વસ્તી માટે જોખમ ઉભું કરે છે.

વ્યક્તિગત કક્ષાએ એકાંતની ગેરહાજરી અને મોટા ભાગના દેશોમાં રહેલા ભેદભાવ વિરોધી કાનૂની રક્ષણો રોજગારીમાં અથવા ઇન્સ્યોરન્સ અને વ્યક્તિગત વંશીય માહિતીના દૂરૂપયોગ તરફ દોરી જાય છે.આ પરિસ્થિતી વંશીય એકાંત એ મેડીકલ એકાંતથી જુદું છે કે નહીં, તેવા પ્રશ્નો ઉભા કરે છે.

1. પ્રજનનક્ષમ બાબતોતેમાં પુન:ઉત્પાદિત નિર્ણય અને પુન:ઉત્પાદિત કરેલા કોષોમાં વંશીય ફેરફારની શક્યતામાં વંશીય માહિતીના ઉપયોગનો સમાવેશ થાય છે.ઉદાહરણ તરીકે, જર્મલાઇન સારવારે કોઇ વ્યક્તિના વંશજના વંશીય બંધારણને બદલી નાખ્યું છે.આથી તકનીક અને નિર્ણયમાં ક્ષતિ એ બહુ દૂરની વાત છે.ડિઝાઇનર બાળકો અને માનવીય ક્લોનીંગ જેવી નૈતિક બાબતોએ વૈજ્ઞાનિકો અને બાયોએથીસિસ્ટ વચ્ચે વિવાદને જન્મ આવ્યો હતો. સુપ્રજનનશાસ્ત્રના (eugenics) થયેલા દુરૂપયોગને પગલે સ્થિતી ઉદભવી હતી.
2. ક્લિનિકલ બાબતો.ડોક્ટરો અને આરોગ્યલક્ષી સેવાઓ પૂરી પાડનારાઓની ક્ષમતા અને મર્યાદાઓ, વંશીય સ્થિતીની ઓળખ ધરાવતા લોકો અને વંશીય માહિતી સાથેની સામાન્ય જનતામાં આ બાબત કેન્દ્ર સ્થાને છે.
3. સામાજિક સંસ્થાઓ પર અસરવંશીય પરિક્ષણો વ્યક્તિ અને તેના કુટુંબ અંગેની માહિતી પૂરી પાડે છે.આથી પરિક્ષણના પરિણામો કુટુંબ સહિતની સામાજિક સંસ્થાઓની ગતિશીલતાને અસર કરે છે.
4. માનવીય જવાબદારી અંગે કલ્પનાત્મક અને દાર્શનિક અસરો,જિનેટિક દૃઢનિષ્ચયતા વડે મુક્ત, અને આરોગ્ય અને રોગ અંગેનો ખ્યાલ

જનીન ઉપચાર

મુખ્ય લેખ: Gene therapy

જનીન ઉપચાર દ્વારા એડેનોવાઇરસનો (Adenovirus) ઉપયોગ.શુક્રાણુનો નવો અંશ એડેનોવાઇરસ વેક્ટરમાં નાખવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે ફેરફાર કરાયેલા ડીએનએને (DNA) માનવીય કોષમાં રજૂ કરે છે.સારવાર જો સફળ થાય તો નવો અંશ કાર્યશીલ પ્રોટિન (protein) બનાવશે.

જનીન ઉપચાર પદ્ધતિનો ઉપયોગ અસર પામેલા જનીનોને સ્થાને સામાન્ય જનીનોનો ઉપયોગ કરીને કેન્સર અને એઇડ્સ જેવા વંશીય રોગોનું નિદાન તેમજ સારવાર કરી શકાય છે.તેનો ઉપયોગ સોમેટિક (somatic) (શરીર) અથવા જંતુઓના (germ) ( દા.ત. ઇંડા અને શુક્રજંતુઓ) કોષો સામે લડવા માટે થાય છે.સોમેટિક જનીની ઉપચારમાં મેળવનારી જેનોમિને બદલવામાં આવે છે, પરંતુ આ ફેરફાર નવી પેઢી સુધી પહોંચડવામાં આવતો નથી.તેની સામે જર્મલની જનીન ઉપચારમાં ઇંડા અને માતા-પિતાના શુક્રાણુંઓના કોષોમાં તેમના વંશજોને આ પરિવર્તન તબદીલ કરવાના હેતુથી ફેરફાર કરવામાં આવે છે.

જનીન ઉપચારની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાના મુખ્યત્વે બે રસ્તા છે.

1. દર્દીના લોહી કે બોન મેરોમાંથી (bone marrow) શરીરની બહાર રહેલા એક્સ વિવો કોષોને દૂર કરવામાં આવે છે અને લેબોરેટરીમાં તેનો વિકાસ કરવામાં આવે છે.ત્યાર બાદ જરૂરી જનીન ધરાવતા વાયરસ સામે તેને ખુલ્લા કરવામાં આવે છે.આ વાયરસ કોષોમાં પ્રવેશે છે અને જરૂરી જનીનો કોષોના ડીએનએનો એક ભાગ બની જાય છે.દર્દીને ઇન્જેક્શન દ્વારા નસમાં આપતા પહેલા કોષોને લેબોરેટરીમાં વૃદ્ધિ પામવાની તક આપવામાં આવે છે.
2. દર્દીના શરીરમાંથી શરીરની બહાર રહેલા ઇન વિવો કોષોને દૂર કરવામાં આવતા નથી.તેના બદલે દર્દીના શરીરમાં ઇચ્છીત જનીનને ઉમેરવા માટે વેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

હાલમાં જનીન ઉપચારનો ઉપયોગ મર્યાદિત છે.સોમેટિક જનીન ઉપચાર હાલમાં પ્રાયોગિક તબક્કામાં છે.જર્મલાઇન ઉપચાર માટે વધુ ચર્ચાની જરૂર છે, પરંતુ તેની મોટા પ્રાણીઓ અને માનવો પર તપાસ કરવામાં આવી નથી.

જૂન 2001 સુધીમાં વિશ્વભરમાં આશરે 3,500 દર્દીઓ સાથે 500 ક્લિનીકલ જીન થેરાપિના પ્રયોગો કરવામાં આવ્યા છે.તેમાંથી આશરે 78% અમેરિકમાં થયા હતા, જ્યારે યુરોપમાં 18% કરવામાં આવ્યા હતા.આ પરિક્ષણો વિવિધ પ્રકારના કેન્સર્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રીત કરે છે. આમ છતાં અન્ય મલ્ટીજેનિક રોગોનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે.તાજેતરમાં સિવિઅર કમ્બાઇન્ડ ઇમ્યુનોડેફિસીઅન્સી ડિસઓર્ડર (severe combined immunodeficiency disorder) (“SCID”) સાથે જન્મેલા બે બાળકોને આનુવંશિક રીતે રચાયેલા કોષો પૂરા પાડીને સારવાર આપવામાં આવી હોવાનો કિસ્સો પ્રકાશમાં આવ્યો હતો.

રોગોની સારવાર માટે વ્યવહારુ થયા પહેલા જનીન ઉપચાર સામે ઘણા અવરોધો આવ્યા હતા.ઓછામાં ઓછા ચાર અવરોધ નીચે મુજબ છે:

1. જીન ડિલીવરી ટુલ્સ.જનીનોને વેક્ટર્સ નામના જનીન પરિવહકનો ઉપયોગ કરીને શરીરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.હાલમાં વાયરસો સૌથી સામાન્ય વેક્ટર્સ છે, જે પેથોજેનિક રીતે માનવીય કોષોને તેમના જનીનોમાં પ્રાવૃત્ત અને પૂરા પાડવાનો રસ્તો બતાવે છે.વૈજ્ઞાનિકો રોગીષ્ઠ જનીનોને બહાર કાઢી વાયરસના જેનોમિમાં ફેરફાર કરે છે અને સારવાર માટેના જનીનો દાખલ કરે છે.વાયરસ અસરકારક હોવા છતાં તેઓ ટોક્સીસીટી, બળતરા, જનીન નિયંત્રણ અને ટાર્ગેટીંગ જેવી સમસ્યાઓ ઉભી કરી શકે છે.આ ઉપરાંત જનીન ઉપચારો દ્વારા કાયમી રોગનિવારક અસરો પૂરી પાડવા માટે રજૂ કરવામાં આવેલા જનીનો કોષોના જેનોમિમાં સમાવિષ્ઠ કરવા જરૂરી છે.કેટલાક વાયરલ વેક્ટર્સ અલગ-અલગ રીતે અસર કરે છે, જે એન્ડોજિનસ જનીનોમાં વિક્ષેપ જેવી સમસ્યાઓ પણ ઉભી કરી શકે છે.
2. ઉંચી કિંમત.જનીન ઉપચાર એ તુલનાત્મક રીતે નવી પદ્ધતિ છે તથા તે પ્રાયોગિક તબક્કામાં છેઆ કારણથી જ હાલમાં ચાલી રહેલા અભ્યાસમાં સામાન્ય રીતે વિકસિત દેશોમાં જોવા મળતી બિમારીઓ પર શા માટે ધ્યાન કેન્દ્રીત કરવામાં આવે છે, જ્યાં મોટ ભાગના લોકો ખર્ચાળ સારવાર માટે તૈયાર હોય છે.આ તકનીકનો લાભ લેવા માટે વિકાસશીલ દેશોએ કદાચ એક દાયકા સુધી રાહ જોવી પડશે.
3. જનીનોના કાર્યોનું મર્યાદિત જ્ઞાન.વૈજ્ઞાનિકો હાલમાં થોડા જનીનોના જ કાર્યો વિષે માહિતી ધરાવે છે.આથી જનીન ઉપચાર પદ્ધતિથી કોઇ ચોક્કસ રોગ માટે કારણભૂત કેટલાક જનીનોની સારવાર કરી શકે છે.આ ઉપરાંત એક જનીની એક કરતા વધુ કાર્યો કરી શકે છે તેવું ચોક્કસ જ્ઞાન નથી, જેનાથી એક જનીનના સ્થાને બીજા જનીનનો ઉપયોગ કરતા સમયે સમસ્યા ઉભી થવાની શક્યતા રહે છે.
4. મલ્ટીજિન ડિસઓર્ડર અને વાતાવરણની અસર.મોટા ભાગની આનુવંશિક વિકૃતિઓમાં એકથી વધુ જનીનો સંકળાયેલા હોય છે.આ ઉપરાંત મોટા ભાગના રોગોમાં ઘણા જનીનો અને વાતાવરણ અરસપરસ જોડાયેલા હોય છે.દા.ત. ઘણા કેન્સર ધરાવતા માણસો તે રોગ તેમના અન્ય ફેમીલી મેમ્બરોમાં વંશાનુગત રીતે જતો અટકાવી શકતા નથી. ડાયટ, ધુમ્રપાન અને વાતાવરણના અન્ય પરિબળો પણ તેના રોગોમાં ફાળો આપે તેવી શક્યતા છે.

માનવીય વંશસૂત્ર પ્રોજેક્ટ

માનવીય વંશસૂત્ર પ્રોજેક્ટમાંથી(HGP)

ડીએનએની પ્રતિકૃતિનીની છબી (DNA Replication)

માનવીય વંશસૂત્ર પ્રોજેક્ટ (Human Genome Project) એ યુ.એસ.ના ઉર્જા વિભાગની (“ડીઓઇ”) પહેલ છે, જે સમગ્ર માનવીય વંશસૂત્રો માટે ઉચ્ચ કક્ષાના ઘટનાક્રમોનું સર્જન કરવાનો અને બધા જ માનવીય જનીનોની ઓળખનો હેતુ ધરાવે છે.

ડીઓઇ અને તેની યુ.એસ. કોંગ્રેસ દ્વારા નિમવામાં આવેલી પૂરોગામી સંસ્થાઓ ઉર્જાના નવા સ્રોતો અને તકનીકોનો વિકાસ કરે છે અને સંભવિત તંદુરસ્તી અને તેના ઉત્પાદન અને વપરાશથી વાતાવરણ પર રહેલા જોખમનું ઉંડુ જ્ઞાન મેળવે છે.વર્ષ 1986માં ડીઇઓએ હ્યુમન જેનોમિ ઇનીશીયેટીવની જાહેરાત કરી હતી.આ જાહેરાતના ટૂંક સમય બાદ જ ડીઓઇ અને નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ હેલ્થે સંયુક્ત હ્યુમન જેનોમિ પ્રોજેક્ટ (“HGP”) માટે એક આયોજન કર્યુ હતું. જે સત્તાવાર રીતે વર્ષ 1990માં શરૂ થયો.

એચજીપી માટે અસલમાં 15 વર્ષ માટે આયોજન કરવામાં આવ્યું હતું.આમ છતાં, ઝડપી તકનીકી સંશોધનો અને સમગ્ર વિશ્વના લોકોએ તેમાં ભાગ લેતા તે 2003માં જ પૂર્ણ થઇ ગયો. ( જેનાથી પ્રોજેક્ટ 13 વર્ષનો બની ગયો).તેણે જનીનોને 30થી વધુ વિકૃતિઓ સાથે સંકળાયેલા જનીનોની શોધ માટે સક્ષમ બનાવી દીધા.

ક્લોનિંગ

મુખ્ય લેખ: Cloning

ક્લોનિંગમાં એક કોષમાંથી ગર્ભને દૂર કરી અને અફળદ્રુપ ઇંડાના કોષમાં નિરૂપણ કરવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. આ ઇંડાના કોષોને નિષ્ક્રીય કરવામાં આવ્યા હોય છે અથવા દૂર કરવામાં આવ્યા હોય છે.

ક્લોનિંગના બે પ્રકારો છે:

1. પ્રજનનક્ષમ ક્લોનિંગ.થોડા વિભાજન બાદ, ઇંડાના કોષને ગર્ભાશયમાં મુકવામાં આવે છે જ્યાં તેને ગર્ભમાં વિકસવાની તક મળે છે જે અસલ ગર્ભના દાતા સાથે આનુવંશિક રીતે મળતું હોય.
2. થેરાપ્યુટિક ક્લોનિંગ (રોગનિવારક ક્લોનિંગ)ઇંડાને પેટ્રી ડિશમાં (Petri dish) મુકવામાં આવે છે, જ્યાં તે ગર્ભાવસ્થ સ્ટેમ સેલ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે જેમાં વિવિધ માંદગીઓના નિદાન માટેની સંભવિતતા દેખાતી હોય.

ફેબ્રુઆરી 1997માં ક્લોનિંગ માધ્યમોના આકર્ષણનું કેન્દ્ર બન્યું જ્યારે ઇયાન વિલ્મટ અને તેના રોઝલીન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ખાતેના તેમના સાથીઓએ પુખ્ત વયની મહિલાના સ્તન ગ્રંથીઓમાંથી ડોલી નામના ઘેટાના સફળ ક્લોનિંગની જાહેરાત કરીડોલની ક્લોનિંગ બાદ બધા માટે એ વાત સ્પષ્ટ બની કે તે માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવેલી પદ્ધતિનો ઉપયોગ એક દિવસ માનવ જાતના ક્લોનિંગ માટે પણ થઇ શકશે.નૈતિક બાબતોને કારણે તેમાં ઘણા તેમાં ઘણા વિવાદો ઉભા થયા.

કૃષિ

Responsible biotechnology is not the enemy; starvation is. Without adequate food supplies at affordable prices, we cannot expect world health or peace.

— Jimmy Carter, Former President of the United States, 11 Jul 1997,

પાકની ઉપજમાં સુધારો

આધુનિક જૈવ તકનીકના તંત્રના ઉપયોગથી એક કે અથવા બે જનીનોને (gene) ઉચ્ચ વિકસીત પાકની જાતોમાં નવા લક્ષણો ઉમેરવા માટે તબદીલ કરી શકાય, જેનાથી ઉપજમાં વધારો થશે.કૃષિ ક્ષેત્રમાં આધુનિક જૈવ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને પાકની વધારે ઉપજ મેળવવી એ સામાન્ય બાબત હોવા છતાં તે સૌથી જટીલ પ્રક્રિયા છે.હાલની આનુવંશિક ઇજનેરી તકનીકો એક જનીન દ્વારા નિયંત્રીત અસરો માટે શ્રેષ્ઠ કાર્ય કરે છે.ઉપજમાં સુધારા (વૃદ્ધિમાં સુધારો) સાથે જોડાયેલા ઘણા આનુવંશિક લક્ષણો જનીનોની વિશાળ સંખ્યા દ્વારા નિયંત્રીત હોય છે, જે પ્રત્યેક કુલ ઉપજ પર ન્યૂનતમ અસર ધરાવે છે.આથી આ ક્ષેત્રમાં ઘણા વૈજ્ઞાનિક કાર્યો કરવામાં આવ્યા છે.

આબોહવા પર આધારિત પાકોની પરવશતામાં ઘટાડો

એવા પાક વિકસાવવા જોઇએ જેના કોષો બાયોટિક અને અબાયોટિક રોગો સામે ટકી રહે. ઉદાહરણ, દુકાળ (drought) અને અતિશય ખારી જમીન એ પાક ઉતપાદનને અવરોધરૂપ પરીબળ (limiting factor) છે. બાયોટેકનોલોજીસ્ટ આવી વિપરીત પરિસ્થીતીમાં ટકી શકે તેવા રોપાઓનો અભ્યાસ એવા કોષો શોધવાની આશાએ કરે પણ ખરેખર તેઓ આવા કોષોને વધૂ આશાસ્પદ પાકમાં ફેરવી દેછે એક અગત્યનુ શંસોધન છે રોપનો જીન્સ શોધવો, At-DBF2 (At-DBF2), થેલ કૈસ (thale cress) માથી, નાનકઙો નકામો છોઙવો કે જે સરળતાથી ઉગાઙી શકાય અને જેનો જનેટીક કોઙ સરળતાથી જાણી શકાય જયારે આ જીન્સ ટામેટા (tomato) અને તમાકુના (tobacco) કોષોમાં ઉમેરવામા આવ્યા (જુવો RNA interference (RNA interference)), કોષો વાતાવરણના અતિરેક જેવા કે વધુ મિઠૂં, દુકાળ, ઠંઙી, ગરમી સામે સામા્ન્ય કોષો કરતા વધૂ ટકી શકયાજો આ શરુઆતના પરિણામ મોટાપાયે સફળ થાય, તો At-DBF2 જીન્સ કઠોર વાતાવરણમાં ટકી શકે તેવા પાક બનાવવામાં મદદરૂપ થઇ શકેશંસોધકોએ ટ્રાંસજનીક ચોખાના છોઙ બનાવ્યા છે જે રાઇસ યલો મોટેલ્લ વાઇરસ (rice yellow mottle virus) (RYMV) પ્રતિરોધક છે.આફ્રિકામાં, આ વાઇરસ મોટાભાગનો ચોખાનો પાક નષ્ટ કરે છે અને બચેલા પાકમાં ફંગસ લાગવાનો ભય રહે છે.

ખોરાકી પાકોની પૌષ્ટીકતાની વધતી સંખ્યા અને ગુણવત્તા

ખોરાકની પૌષ્ટીકતા વધારવા તેના પ્રોટિનસને સુધારી શકાય કઠોળ અને અનાજના પ્રોટિનસને એમીનો એસીઙ આપવા માટે બદલી શકાય કે જે માનવ શરીરમા બેલેન્સ ઙાયટ માટે જરુરી છે. ઇન્ગો પોરટીક્સ (Ingo Potrykus) અનેપીટર બેયર (Peter Beyer)નું કામ કહેવાતાગોલ્ઙન રાઇસ (Golden rice) પર એ એનું સારુ ઉદાહરણ છે (નીચે જણાવ્યા મુજબ).

ખોરાકનો સુધારેલ સ્વાદ, સંગઠન અને દેખાવ

આધુનિક જૈવ તકનીકનો ઉપયોગ ફળોનો બગાઙ ઘટાઙી શકે છે કે જેથી ફળો લાંબો સમય પાકેલા રહે અને તે પછી ગ્રાહકોને વ્યાજબી સમય રહેતા મોકલી શકાય. આ ખોરાકનો સ્વાદ, સંગઠન અને દેખાવ સુધારે છે.વધુ મહત્વનુ, તે ઓછા બગાઙને કારણે વિકાસશીલ દેશોમાં એ ખેઙૂતોમાટે બજાર વધારી શકે છે.

ટોમેટો પ્રથમ જેનેટિકલ સુધારેલ ખોરાક હતો કે જે મોઙો પાકવા પરિવૅતિત કરેલ હતો. શંસોધકો ઇન્ઙોનેશિયા (Indonesia), મલેશિયા (Malaysia), થાઇલેન્ઙ (Thailand), ફિલીપાઇન્સ (Philippines) અને વિયેતનામ (Vietnam) ના યુનિવૅસીટી ઓફ નોટીંગહામ (University of Nottingham) અને ઝેનેકા (Zeneca) સાથે પપૈયાના મોડા પાકવાપર કાર્યરત છે.

બાયોટેકનોલોજી ચીઝ ઉત્પાદનમાં. માઇક્રો ઓરગેનિઝમથી બનાવેલ એનઝાઇમ્સ મેળવણ બનાવવાનો વિકલ્પ છે અને-ચીઝ જમાવવાનો - વિકલ્પીક પુરવઠો ચીઝ બનાવનાર માટેઆનાથી લોકોમા પ્રાણીઓમાથી મળતી ચીજોની શક્ય ચિંતાઓ દૂર પણ કરે છે, તેમ છતા અત્યારે સિન્થેટીક દૂધ બનાવવાની તૈયારી નથી, જે આ દલીલ ઓછી અસરકારક બનાવે છે. એનઝાઇમ્સ પ્રાણીઓ માટે મેળવણનો સરળ વિકલ્પ પુરો પાઙે છે.ગુણવત્તાની સાથે તે ઓછુ ખરચાળ છે.

દર સાલે બ્રેઙ બનાવવા લગભગ 85 મિલિયન ટન ઘઉંનો લોટ વપરાય છે.મેલટોજેનિક એમેલેસ નામનુ એનઝાઇમ્સ લોટમાં ઉમેરવાથી બ્રેઙ વધુ સમય સુધી તાજી રહે છે. સમજો કે બ્રેઙનો બગાઙ 10-15% છે, જો તે પાંચથી સાત દિવસ વધુ તાજી રહી શકે તો દર સાલે બે મિલિયન ટન લોટની બચત થાય. જે અમેરીકા જેવા દેશમાં વપરાતી બ્રેઙના ચાલીસ ટકા જેટલી છે.જે બ્રેઙના વધુ ઉત્પાદન બરાબર છે.બીજા એનઝાઇમ્સ સાથે ઉમેરતા બ્રેઙ વધુ મોટી બનાવી શકાય, વધુ મોહક અને સારી બનાવાય.

ખાતર, જંતુનાશક અને એગ્રોકેમીકલ પર ઓછો આધાર રાખવાથી

મોટાભાગના ખેતી પર આઘુનિક જૈવ તકનીકના પ્રયોગો ખેઙૂતોના એગ્રોકેમીકલ (agrochemical) પર આધાર ઘટાઙવા પર થઇ રહ્યો છે.દાખલાતરીકે, બેસીલસ થુરીનજેનેસીસ (Bacillus thuringiensis) બીટી એ સોઇલ બેકટેરીયમ છે જે ઇન્સેકટીસાઇઙલ ગુણવત્તાવાળૂ પ્રોટીન બનાવે છે.પરંપરાગતરીતે, ઇન્સેકટીસાઇઙલ સ્પ્રેમાંથી બેકટેરીયા લાવવા આથો લાવવાની પધ્ધતિ વપરાય છે. આ સ્વરૂપમાં બીટી ટોક્સીન (Bt toxin) નિસ્ક્રીય પ્રોટોકસીન (protoxin) તરીકે બહાર આવે છે જે માટે જંતુ તેને પચાવી શકે તે જરૂરી છે.ઘણા જાતના બીટી ટોકસીન્સ છે જે ખાસ જાતના જંતુઓને અનુરૂપ છે.પાકોને એવા બનાવવામા આવ્યા છે જે બીટી ટોકસીન માટે રંગસુત્ર બનાવી શકે.જયારે કોઇ જંતુ પાકમાંથી બીટી પ્રોટીન પોષણ મેળવવા પ્રયત્ન કરે, બીટી ટોકસીનને કારણે તેનુ મોત થઇ જાય છે. બીટી કોનૅ ઘણા દેશોમા મળી રહે છે, કે જે કોનૅ બોરર (corn borer) (લીપીઙોપ્ટરન જંતુ), જે નહીતર સ્પ્રે કરવાથી કાબુ કરાય છે (વધુ મુશ્કેલ ક્રિયા).

હેરબિસાઈડ (herbicide)ના સંદર્ભે બ્રોડ સ્પ્રેક્ટમ જરૂરી હોવા માટે પાક વધુ જિનેટીક એન્જીનિયર્ડ હોવો જોઈએ. યોગ્ય દવાઓની નીચી કિંમતના અભાવે તેમજ બ્રોડ સ્પ્રેક્ટમ પ્રવૃતિને અને પાકને કોઈ નુકશાનની નહીં પદ્ધતિ નિંદણ દુર કરવા માટે અવરોધ બને છે.નિંદણને દુર કરવા માટે વિવિધ પ્રકારના સાધનોનો ઉપયોગ થાય છે જેથી પાકને નુકશાન થાય નહીં.નિંદણ મેનેજમેન્ટ પ્રીમરજન્સ તરફ ઢળેલું છે જેથી નિંદણ દુર કરવાની દવાઓ ખરેખર નિંદણના પ્રમાણને બદલે અપેક્ષિત નિંદણના ચેપને લઈને છાંટવામાં આવે છે કેટલીક વખત હાથનો ઉપયોગ કરીને નિંદણ દુર કરવું પડે છે તે માટે કોઈ બીજી દવાઓ કામ આવતી નથી. નિંદણને દુર કરતી દવાઓથી અસર ન પામે તેવા પાક તૈયાક રવાથી ખેડુતોને ઘણો ફાયદો થઈ શકે તેમ છે કારણ કે નિંદણ મેનેજમેન્ટ (weed management)ને કારણે તેઓનો ખર્ચો ઓછો થાય છે તેમજ પાકોને નુકશાન થતું અટકી જાય છે. ગ્લાયફોસ્ટે (glyphosate) ગ્લુફોસિનેટ (glufosinate) અને બ્રોમોક્સિનિલ (bromoxynil)ને સહન કરવાની શક્તિ ધરાવતા ટ્રાન્સજેનિક પાક વિકસાવવામાં આવ્યા છે. નિંદણને દુર કરવા માટે વપરાતી દવાઓ આવા ટ્રાન્સજેનિક પાક પર છાંટવામાં આવે તો પણ પાકને નુકશાન થતું નથી.

1996થી 2001 સુધી ઉપલબ્ધ ટ્રાન્સજેનિક પાકો જંતુઓના પ્રતિકાર બાદ નિંદામણ દુર કરવાની દવાનો પ્રતિકાર કરવાના ગુણ ધરાવે છે. 2001માં, 626,000 ચોરસ કિલોમિટરના 77 ટકા વિસ્તારમાં નિંદામણ પ્રતિકારના ગુણ ધરાવતા સોયાબીન (soybean), મકાઈ (corn), કપાસ (cotton)ના ટ્રાન્જેનિક પાક વાવવામાં આવ્યા જ્યારે બીટી પાક 15 ટકા અને જ્યારે કોટન અને મકાઈના 8 ટકા પાકમાં નિંદામણનો પ્રતિકાર અને જંતુઓનો પ્રતિકાર કરતા વિશિષ્ટ ગુણવાળા પાક વાવવામાં આવ્યા હતા.

પાકમાં અલગ પ્રકારના

બાયોટેકનોલોજી ખાદ્ય ઉપરાંત અન્ય માટે પણ વાપરવામાં આવે છે.દા.ત. ઓઈલસીડ (oilseed)માં ફેરફાર કરીને તેમાંથી ઉત્પન થયેલા ફાટી એસિટને ડીટર્ઝન્ટ (detergent) બળતણ (fuel)અને પેટ્રોકેમિકલ (petrochemical)માં વાપરી શકાય છે. બટાકા (Potato), ટામેટા (tomato), ચોખા (rice), તમાકું (tobacco), લેટીસ (lettuce) કેસરફુલ (safflower)અને અન્ય છોડને જિનેટીકલી મોડીફાઈડ કરીને ઈન્સ્યુલિન (insulin)અને કેટલીક ચોક્કસ રસી (vaccine)બનાવવામાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો ભવિષ્યના ક્લિનિકલ પ્રયોગો સફળ રહ્યા તો વિકાસશીલ દેશો માટે ઉપયોગી એવ એડીબલ રસી(ખાદ્ય રસી) (edible vaccine)પણ બનાવવામાં આવશે. ટ્રાન્સજેનિક છોડ સ્થાનિક કક્ષાએ અને સસ્તી કિંમતે ઉગાડી શકાય છે.રસીને સાચવાની મુશકેલીઓ વિકાસશીલ દેશોમાં ઘણી હોય છે તેમજ લાંબા અંતરને કારણે રસીઓને અસર થવાની સંભાવના હે છે જેથી ઘરે જ બનતી રસીઓને કારણે આર્થિક અને હેરફેરનો મોટો પ્રોબ્લેમ દુર થઈ શકશે. અને તે ખાઈ શકાય તેવી હોવાથી તેના માટે સિરિંજની જરૂર પડશે નહીં, સિરિંજને કારણે વધારાનો ખર્ચ થાય છે તેમજ ચેપ લાગવાનો પણ ભય હોય છે. જેથી આ ઘણી જ ઉપયોગી વાત બની શકે તેમ છે.ટ્રાન્સજેનિક છોડ પર ઈન્સ્યુલિન ઉગાડવાની વાત છે તો, એ વાત નિર્વિવાદ છે કે શરીરની આંતરડાની પદ્ધતિ પ્રોટીનને તોડી નાંખે છે જેથી હાલમાં આ ખાદ્ય પ્રોટિન બનાવવાની વાત નથી. જો કે, હાલમાં ઈન્સ્યુલિન બાયોરીએક્ટર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જેને આ રીતો દ્વારા નીચી કિંમતે ઉત્પાદન કરી શકાશે. દા.ત. કેલગ્રે કેનેડા સ્થિત, સિમબાયોસિ જેનેટીક. ઈન્કે સંગ્રહિત ૨૦૦૯-૦૫-૦૪ ના રોજ વેબેક મશિનઆપેલા રીપોર્ટ મુજબ કેસરફુલ દ્વારા બનાવવામાં આવેલા ઈન્સ્યુલિન દ્વારા યુનિટ દિઠ કિંમત 25 ટકા ઓછી થાય છે અને તેમજ હાલમાં બાયોમેન્યુફેક્ચરીંગ ફેસિલીટ ઉભી કરવા માટે સામે આ રીતે વેપારી ધોરણે ઈન્સ્યુલિન બનાવવા માટેની ફેસિલીટી ઉભી કરવા માટે આશરે 100 મિલિયન ડોલરની કિંમત ઓછી થાય છે. જ.

ટીકાઓ

કૃષિ જૈવ તકનીકના ઈસ્યુને લગતી કેટલીક બીજી પણ બાજુઓ છે.આના કારણે હાર્બિસાઇડ (herbicide)નો ઉપયોગ વધે છે જેને પરિણામે હેરબિસાઈડનો પ્રતિકાર થાય છે. પાક પર સુપર વિડના અવશેષો રહી જાય છે. જીએમ સિવાયના પાકો પણ દુષિત થાય છે જેને કારણે જૈવિક અને પરંપરાગત ખેતી કરતા ખેડુતોને અસર પહોંચે છે. તેમજગ્લાયફોસ્ટે (glyphosate)દ્વારા પ્રાણીસૃષ્ટિ પણ નુકશાન પહોંચે છે.

જીવવિજ્ઞાન અભિયાંત્રિકી

મુખ્ય લેખ: Bioengineering

અભિયાંત્રિકી (engineering)ની એક બ્રાન્ચ છે જૈવ તકનીક અભિયાંત્રિકી અથવા જૈવ વૈજ્ઞાનિક અભિયાંત્રિકી. આમા જૈવ તકનીક અને જૈવ વૈજ્ઞાનિક વિજ્ઞાન પર મુખ્ય અભ્યાસ હોય છે. આમાં વિવિધ શાખાઓ હોય છે જેમ કે જૈવ રાસાયણિક અભિયાંત્રિકી (biochemical engineering), જૈવ વૈધકીય અભિયાંત્રિકી (biomedical engineering), જૈવ પ્રક્રિયા અભિયાંત્રિકી, જૈવ પદ્ધતિ અભિયાંત્રિકી અને બીજી ઘણી. વિવિધ પ્રકારના ફિલ્ડ હોવાના કારણે જૈવઅભિયાંત્રિકી (bioengineer)ની સાચી વ્યાખ્યા હજી સુધી કરી શકાઈ નથી. જો કે, સામાન્ય રીતે આમાં જૈવવૈજ્ઞાનિક વિજ્ઞાન (biological sciences)અને પરંપરાગત અભિયાંત્રિકીના સિદ્ધાંતોનો અભ્યાસ હોય છે.

ઉત્પાદનથી લઈને લેબોરેટરી સુધીની વિવિધ પ્રક્રિયાઓ માટે જૈવઅભિયાંત્રિકોને નોકરીએ રાખવામાં આવે છે. એટલું જ નહીં, અન્ય એન્જનિયરોની જેમ તેઓ સંચાલન, અર્થશાસ્ત્ર, અને કાયદાકીય બાબતો સાથે પણ વ્યવહાર કરે છે. જ્યારથી પેટન્ટ (patents)અને નિયમો([[:en:U.S. Food and Drug Administration |યુ.એસ.ફુડ એન્ડ ડ્રગ એડમિનિસ્ટ્રેશન]] (U.S. Food and Drug Administration), અમેરિકામાં નિયમો) મહત્વના બન્યા છે ત્યારથી જૈવ તકનીક સાહસ, જૈવ અભિયાંત્રિકોને આવા મુદ્દાઓ બાબતે જ્ઞાન હોવાનું જરૂરી બન્યું છે.

જે રીતે બાયોટેક કંપનીઓની સંખ્યા વધી રહી છે તે રીતે આવનારા વર્ષોમાં જૈવ અભિયાંત્રિકોની માંગ વધવાની છે. વિશ્વની ઘણી યુનિવર્સિટીઓ જૈવ ઈજનેરી અને જૈવ તકનીકને લગતા પ્રોગ્રામો ચલાવે છે.( સ્વતંત્ર પ્રોગ્રામ અને વિશેષ પ્રોગ્રામ ઈજનેરી ક્ષેત્રમાં વધુ પ્રતિષ્ઠિત છે. )

બાયરીમેડિએશન અને બાયોડીગ્રેડેશન

મુખ્ય લેખ: Microbial biodegradation

દુષિત થયેલા પર્યાવરણનને સાફ કરવા માટે બાયોટેકનોલોજીનો એન્જિનિયર અને દુષિત પર્યાવરણને સાફ કરવાના ટકી સેવા તેવા રસ્તા શોધવા માટે ઓર્ગેનિઝમ (organisms) અને ખાસ કરીને માઈક્રોઓર્ગેનિઝમ (microorganisms)ને અપનાવવું જોઈએ.આપણા સમાજમાં ટકી શકે તેવા વિકાસની સાથે સાથે પર્યાવરણને ઓછી અસર કરતા હોય તેવા વિકાસને પ્રોત્સાહિત કરવા માટે પર્યાવરણ (environment)માંથી મોટા પ્રમાણમાં પ્રદુષકો અને વેસ્ટને દુર કરવાની જરૂર છે. દુષિત (contaminant)કરવાના કેસમાં જૈવ તકનીકી પ્રક્રિયા મહત્વનો ભાગ ભજવે છે તેમજ માઈક્રોઓર્ગેનિઝમને ડીગ્રેડ કરવાની વિઘટન કરવાની આશર્યજનક પ્રક્રિયાનો પણ લાભ જૈવ તકનીક દ્વારા મળે છે. મેથોડોલોજીકલમાં મળેલી મહત્વપુર્ણ સફળતાને કારણે સિક્વિસિંગ (sequencing), જિનોમિક્સ (genomics), પ્રોટેએમોકિસ (proteomics), બાયોઈન્ફોર્મેટીક (bioinformatics)અને ઈમેજીંગમાંથી ઘણા પ્રમાણમાં મહત્વની માહીતી મળી રહી છે. પર્યાવરણીય માઈક્રોબાયોલોજીના ક્ષેત્રમાં, જેનોમ (genome)ને લગતો એક વૈશ્વિક અભ્યાસે મેટાબોલિક અને રેગ્યુલેટરી નેટવર્કને લગતા સિલિકોના વ્યુહે એક નવા જ યુગના દ્વારા ખોલી નાંખ્યા છે. સાથે સાથે પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિને બદલવા માટે મોલેક્યુલર એડેપ્શન સ્ટ્રેટેજીની જાણકારી અને ડીગ્રેડેશન ( degradation) ને લગતી હત્વની કડી પૂરી પાડી છે. કોઈ ચોક્કસ પર્યાવરણને લગતા કાર્બન ફ્લ્સ (carbon flux)ના નિયમનકારી નેટવર્ક અને રસ્તા જોવા માટે જુઓનોમિક અને મેટાજીઓનોમિકે આપણને ઘણી મદદ કરી છે. આ ચોક્કસ પર્યાવરણ, ચોક્કસ વસ્તુ માટે બાયોરીમેડીશન (bioremediation) ટેકનોલોજી અનેબાયો ટ્રાન્સફોર્મેશન (biotransformation)પ્રક્રિયાને એકદમ વિકસિત કરી દે છે.

દરિયાઈ કિનારે જ્યારથી ઓઈલ ઢોળાવવાની ઘટનાઓ બની છે ત્યારથી દરિયાઈ સૃષ્ટીને અસર પહોંચવા લાગી છે. જ્યારે ખુલ્લો દરિયો તો વધુ પ્રદુષિત બન્યો છે જેને દુર કરવું ઘણું અઘરૂં છે. માણસોની પ્રવૃતિને કારણે થતા પ્રદુષણમાં દર વર્ષે દરિયાઈ સૃષ્ટીમાં લાખો ટન પેટ્રોલિયમ ઝેર રૂપે ઢોળાય છે. ઝેર હોવા છતાં પણ , સુક્ષ્મ જૈવ તકનીક દ્વારા હાઈડ્રોકાર્બન-ડીગ્રેડીંગ પ્રવૃતિ જેની હમણા જ શોધ કરવામાં આવી છે જેને હાઈડ્રોકાર્બનક્લાસ્ટીક બેકટેરીયા(એચસીસીબી) દ્વારા દરિયાઈ સૃષ્ટિમાં પ્રવેશતા પેટ્રોલિયમ ઓઈલને મોટાભાગને નાબુદ કરવામાં સફળતા મળી છે.

નોંધપાત્ર સંશોધકો અને વ્યકિતઓ

• કેનેડા (Canada) : ફ્રેડરિગ બેન્ટીંગ (Frederick Banting), લાપ-ચી ત્યસુઈ (Lap-Chee Tsui), ટાક વાહ માક (Tak Wah Mak), લોમે બાબુઈક (Lorne Babiuk)
• યુરોપ (Europe) : ફ્રાન્સિસ ક્રિક (Francis Crick), જેક્સ મોનોડ (Jacques Monod), પૌલ નર્સે (Paul Nurse), ઈન્ગો પોટ્રાયકસ (Ingo Potrykus), રાલ્ફ રેસ્કી (Ralf Reski), અર્પદ પુસ્તઝાઈ (Arpad Pusztai)
• ફિનલેન્ડ (Finland) : લીલા પાલોટી (Leena Palotie)
• આઈલેન્ડ (Iceland) : કેરી સ્ટેફાનસોન (Kari Stefansson)
• ભારત (India) : કિરણ મઝુમદાર-શો (Kiran Mazumdar-Shaw) (બાયકોન (Biocon))
• આઈલેન્ડ (Ireland) : ટીમોર્થી ઓબ્રાયન (Timothy O'Brien), ડેરમોટ પી કેલેહાર (Dermot P Kelleher)
• મેક્સિકો (Mexico) : ફ્રાન્સિસકો બોલિવર ઝપાટા (Francisco Bolívar Zapata), લુઈસ હેરારા-એસ્ટ્રેલા (Luis Herrera-Estrella)
• અમેરિકા. (U.S.) : રોજર બેચી (Roger Beachy), ડેવિડ બોસ્ટેઈન (David Botstein), હાર્બર્ટ બોયર (Herbert Boyer), સીડની બ્રેનર (Sydney Brenner), જેમ્સ જે કોલિન્સ (James J. Collins), લેરોય હુડ (Leroy Hood), એરિક લેન્ડર (Eric Lander), રોબર્ટ લેન્જર (Robert Langer), થોમસ ઓકર્મા (Thomas Okarma), ક્રેગ વેન્ટર (Craig Venter), જેમ્સ ડી વોટસન (James D. Watson), માઈકેલ વેસ્ટ (Michael West)

વધુ જુઓ

• જૈવ અર્થશાસ્ત્ર (Bioeconomics)
• જૈવ અનુકરણ (Biomimetics)
• જૈવ તકનીક ઔધોગિક પાર્ક (Biotechnology industrial park)
• હરિયાણી ક્રાંતિ (Green Revolution)
• જનનશાસ્ત્ર ઈજનેરી (Genetic Engineering)
• કૃષિ વિજ્ઞાન અને વિકાસ માટેની ટેકનોલોજી અંગેની આંતરરાષ્ટ્રીય આકરણી (International Assessment of Agricultural Science and Technology for Development)
• કૃષિ-જૈવ તકનીક એપ્લિકેશનના સંપાદન માટેની આંતરરાષ્ટ્રીય સેવા (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications)
• જૈવ તકનીકને લગતા લેખોની યાદી (List of biotechnology articles)
• જૈવ તકનીક કંપનીઓની યાદી (List of biotechnology companies)
• ઉભરી રહેલી તકનીકની યાદી (List of emerging technologies)
• નાસડેક જૈવ તકનીક સુચકઆંક (NASDAQ Biotechnology Index)
• એસડબલ્યુઓઆરડી(SWORD)-નાણાકીય (SWORD-financing)

વધુ વાંચો

• ફ્રિડમેન વાય. બિલ્ડિંગ બાયોટેક્નોલોજી. જૈવ તકનીકની કંપનીઓની શરૂઆત, સંચાલન, સમજ(Building Biotechnology: Starting, Managing, and Understanding Biotechnology Companies) ISBN 978-0-9734676-3-5.
• ઓલિવર, રીચાર્ડ ડબલ્યુ. ધ કમિંગ બાયોટેક એજ(The Coming Biotech Age).ISBN 0-07-135020-9.
• પોવેલ, વોલ્ટર ડબલ્યુ., ડગ્લાસ આર. વ્હાઈટ, કેનેથ ડબલ્યુ કોપુ, જેસન ઓવેન-સ્મીથ (Powell, Walter W., Douglas R. White, Kenneth W. Koput, and Jason Owen-Smith)2005.નેટવર્ક ડાયનામિક્સ એન્ડ ફિલ્ડ ઈવોલ્યુશનઃ ધ ગ્રોથ ઓફ ઈન્ટરોગ્રેનાઈઝેશન કોલોબ્રેશન ઈન ધ લાઈફ સાયન્સ (Network Dynamics and Field Evolution: The Growth of Interorganizational Collaboration in the Life Sciences)અમેરિકન જર્નલ ઓફ સોશિયોલોજી 110(4):901-975. (American Journal of Sociology 110(4):901-975)આર્થિક સમાજશાસ્ત્ર એવોર્ડ (2005-2006) માટે વિવિએના ઝેઈઝેરનું શ્રેષ્ઠ પેપર, અમેરિકન સામાજશાસ્ત્રીક એસોસિયેશન [૧]
• Zaid, A (2001). Glossary of Biotechnology for Food and Agriculture - A Revised and Augmented Edition of the Glossary of Biotechnology and Genetic Engineering. Available in English, French, Spanish and Arabic. Rome: FAO. ISBN 92-5-104683-2. CS1 maint: discouraged parameter (link)
• AH2|AIB|BIC|Books|ERS|FVMNR|JAR|MP|ROS|Rural|TB|USDA_Div_Bulletin|WPC|YOA1|YOA2&Docs=&Query=biotechnology&Time=&EndTime=&SearchMethod=1&TocRestrict=n&Toc=&TocEntry=&QField=&QFieldYear=&QFieldMonth=&QFieldDay=&UseQField=&IntQFieldOp=1&ExtQFieldOp=1&XmlQuery=&Doc=%3Cdocument%20name%3D%22E6870001.XML%22%20path%3D%22\\NALDR\DIGITAL\ZYFILES\INDEXDATA\ERS\XML\2008\00000002\%22%20index%3D%22ERS%22%2F%3E&File=\\NALDR\DIGITAL\ZYFILES\INDEXDATA\ERS\XML\2008\00000002\E6870001.XML&User=ANONYMOUS&Password=&SortMethod=h|-&MaximumDocuments=20&FuzzyDegree=0&ImageQuality=r85g16/r85g16/x150y150g16/i500&Display=hpfrw&DefSeekPage=f&SearchBack=ZyActionL&Back=ZyActionS&BackDesc=Results%20page " એગ્રિકલ્ચર બાયોટેક્નોલોજીઃ એન ઈકોનોમિક પર્સપેક્ટીવ" યુએસડીએ(USDA) (USDA)નો આર્થિક સંશોધન સર્વિસ1994 કૃષિ અર્થતંત્ર પરના અહેવાલનું પ્રકાશન

બાહ્ય લિન્ક

• કૃષિ જૈવ તકનીક અંગે રીપોર્ટ, આર્થિક બાબતોને સાથે રાખીને ગ્રીન બાયોટેક્નોલોજી ની અસરો ચકાસવાનું મુખ્ય લક્ષ્ય
• યુએસ ઈકોનોમીક બેનિફીટ ઓફ બાયોટેક્નોલોજી ટુ બિઝનેશ એન્ડ સોસાયટી સંગ્રહિત ૨૦૧૧-૦૭-૨૫ ના રોજ વેબેક મશિન એનઓએએ(NOAA) ઈકોનોમિક્સ

ઢાંચો:Technology-footer