بیوتکنولوژی دریا

بیوتکنولوژی دریا چیست؟

بیوتکنولوژی دریایی یک رشته میان رشته‌ای می‌باشد که با استفاده از اصول زیست شناسی، شیمی، فیزیک و مهندسی در جهت توسعه محصولات، فرآیندها و فناوری‌های جدید در این حوزه گام بر می‌دارد.

بیوتکنولوژی دریایی شامل مطالعه و استفاده از منابع دریایی برای رسیدگی و حل چالش‌های مختلف در سلامت انسان، امنیت غذایی، انرژی و محیط زیست است.

بیوتکنولوژی دریایی منبع وسیع و تا حد زیادی دست نخورده است و پتانسیل زیادی برای نوآوری‌های متعدد را نشان می‌دهد، زیرا اقیانوس بیش از 70 درصد از سطح زمین را پوشش می‌دهد و مجموعه متنوعی از اشکال حیات را در خود جای داده است که بسیاری از آنها دارای خواص بیوشیمیایی و ژنتیکی منحصربه‌فردی هستند.

بیوتکنولوژی دریایی شامل طیف گسترده‌ای از فرایندها از جمله کشف و جداسازی ترکیبات جدید از موجودات دریایی، توسعه ابزارهای بیوتکنولوژیکی جدید برای اکتشاف زیستی دریایی، و مهندسی موجودات دریایی برای کاربردهای مختلف می‌باشد.

موجودات دریایی مختلف مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها، اسفنج‌ها و مرجان‌ها به دلیل دارا بودن پتانسیل بالا برای تولید ترکیبات فعال زیستی، آنزیم‌ها و سایر محصولات زیستی که می‌توانند در داروسازی، آرایشی، مواد غذایی و سایر کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرند، به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

برای مثال، چندین ترکیب مشتق شده از موجودات و ترکیبات دریایی مانند عوامل ضد تومور، آنتی بیوتیک‌ها و سرکوب کننده‌های ایمنی قبلا برای استفاده بالینی مورد استفاده قرار گرفتند و تایید شدند.

این رشته همچنین نقش کلیدی در پرداختن به چالش‌های جهانی مانند امنیت غذایی و پایداری زیست محیطی ایفا می‌کند.

اقیانوس‌ها که منبع وسیعی هستند و تا حد زیادی دست نخورده می‌باشند، توانایی فراهم کردن غذا را داشته و می‌توانند به برآورده کردن تقاضای رو به رشد برای مواد غذایی غنی از پروتئین کمک کنند.

آبزی پروری یا پرورش موجودات آبزی مانند ماهی، صدف دریایی و جلبک دریایی جزء ضروری بیوتکنولوژی دریایی است و به سرعت در سراسر جهان در حال گسترش است. علاوه بر تامین غذا، آبزی پروری می‌تواند باعث کاهش صید بی رویه که در نتیجه آن ذخایر ماهیان وحشی کاهش نیز می‌یابد، بشود.

بیوتکنولوژی دریایی همچنین می‌تواند در زمینه تولید انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله سوخت‌های زیستی و برق را مشارکت کند؛ به عنوان مثال، جلبک‌ها به دلیل نرخ رشد بالا و محتوای چربی بالا، یکی از امیدوارکننده ترین منابع سوخت‌های زیستی هستند. آن‌ها می‌توانند در آب دریا یا آب شیرین رشد کرده و یا می‌توان در صورت نیاز، آنها را در استخرها، فوتوبیوراکتورها یا استخرهای باز کشت داد.

یکی دیگر از زمینه‌های تحقیقات بیوتکنولوژی دریایی، مهندسی موجودات دریایی برای کاربردهای مختلف است. در این حوزه، محققان محتوای ژنتیکی موجودات دریایی را برای تولید ترکیبات جدید یا افزایش خواص طبیعی آنها اصلاح می‌کنند.

به عنوان مثال، محققان جلبک‌ها را برای تولید ترکیبات با ارزشی مانند سوخت‌های زیستی، مواد شیمیایی و دارویی مهندسی کرده‌اند. به طور مشابه، باکتری‌ها برای تخریب آلاینده‌های نفتی در محیط‌های دریایی مهندسی شده‌اند.

در نتیجه، بیوتکنولوژی دریایی نشان دهنده یک زمینه به سرعت در حال رشد با پتانسیل گسترده برای رسیدگی به چالش‌های کلیدی در سلامت انسان، امنیت غذایی، انرژی و محیط زیست است.

اقیانوس‌ها منبع متنوع و تا حد زیادی دست نخورده از اشکال حیات و ترکیبات فعال زیستی هستند که می‌توانند برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

بیوتکنولوژی دریایی تا به امروز، منجر به توسعه چندین محصول و فناوری مهم شده است و چشم انداز آینده آن امیدوار کننده است؛ با این حال، چالش‌هایی مانند مدیریت پایدار منابع دریایی، ملاحظات اخلاقی و مشارکت عمومی نیز وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود.

کاربرد رشته بیوتکنولوژی دریا

محصولات بیوتکنولوژی دریایی از موجودات دریایی مختلف مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها و حیوانات به دست می‌آیند. به نظر می‌رسد که این محصولات دارای فواید درمانی، آرایشی و تغذیه‌ای بسیار زیادی هستند.

در سال‌های اخیر، علاقه به محصولات بیوتکنولوژی دریایی به دلیل پتانسیل آنها در زمینه‌های مختلف مانند فارماکولوژی، زیست پزشکی و بیوتکنولوژی روز به روز افزایش پیدا می‌کند..

یکی از امیدوار کننده ترین حوزه‌های محصولات بیوتکنولوژی دریایی در زمینه فارماکولوژی است. موجودات دریایی طیف گسترده‌ای از ترکیبات فعال بیولوژیکی مانند عوامل ضد باکتری، ضد قارچی و ضد سرطانی را تولید می‌کنند.

به عنوان مثال، اسفنج‌ها ترکیبات ضد توموری مانند دیسکدرمولید و هالیکندرین B را که در ساخت داروهای سرطان استفاده می‌شود، تولید می‌کنند.

همچنین از باکتری‌های دریایی برای تولید آنتی بیوتیک‌های مختلف مانند استرپتومایسین، تتراسایکلین و اریترومایسین استفاده می‌کنند. این آنتی بیوتیک‌های مشتق شده از دریا در برابر طیف وسیعی از عفونت‌های باکتریایی، از جمله آن‌هایی که به آنتی بیوتیک‌های معمولی مقاوم هستند نیز، موثر است.

علاوه بر فارماکولوژی، محصولات بیوتکنولوژی دریایی پتانسیل بالایی در زمینه زیست پزشکی دارند. موجودات دریایی ترکیبات مختلفی تولید می‌کنند که دارای خواص ضد التهابی، ضد حساسیت و سرکوب کننده سیستم ایمنی هستند.

به عنوان مثال، ترکیبات مشتق شده از جلبک‌های دریایی دارای خواص ضد التهابی هستند که باعث می‌شود در زمینه درمان بیماری‌های التهابی مختلف مانند آرتریت روماتوئید موثر باشند.

از طرفی دیگر، ترکیبات مشتق شده از حیوانات دریایی مانند خارپشت دریایی و اسفنج‌ها دارای خواص سرکوب کننده سیستم ایمنی هستند که آنها را در درمان بیماری‌های خود ایمنی مفید می‌کند.

از محصولات بیوتکنولوژی دریایی می‌توان در زمینه بیوتکنولوژی نیز استفاده کرد. موجودات دریایی برای تولید آنزیم‌ها، پروتئین‌ها و سایر ترکیبات فعال بیولوژیکی که می‌توانند در فرآیندهای مختلف صنعتی مانند فرآوری مواد غذایی، تصفیه زیستی و تولید سوخت زیستی استفاده شوند، مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

به عنوان مثال، آنزیم‌های مشتق شده از باکتری‌های دریایی در تولید سوخت‌های زیستی مانند اتانول و بیودیزل مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور مشابه، آنزیم‌های به دست آمده از قارچ‌های دریایی در تولید محصولات غذایی مختلف مانند پنیر و نوشیدنی مفید هستند.

علاوه بر پتانسیل‌های درمانی و صنعتی، محصولات بیوتکنولوژی دریایی دارای مزایای تغذیه‌ای بسیار زیادی نیز هستند.

همانطور که می دانید، موجودات دریایی مانند جلبک دریایی و ماهی سرشار از مواد مغذی مختلف مانند اسیدهای چرب امگا 3، ویتامین‌ها و مواد معدنی هستند. این مواد مغذی در پیشگیری و درمان بیماری‌های مختلف مانند بیماری‌های قلبی عروقی، سرطان و پوکی استخوان بسیار مفید هستند.

در نهایت، محصولات بیوتکنولوژی دریایی پتانسیل و کاربردهای بسیار زیادی در زمینه‌های مختلف مانند فارماکولوژی، زیست پزشکی و بیوتکنولوژی دارند.

تنوع زیستی و بیوشیمیایی منحصر به فرد موجودات دریایی، آنها را به یک منبع غنی از ترکیبات فعال بیولوژیکی تبدیل می‌کند که می‌توانند در حوزه‌های مختلف درمانی و صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. تحقیقات بیشتر در این رشته می‌تواند منجر به کشف ترکیبات زیست فعال جدید شود که می‌توانند برای تولید داروهای جدید و سایر محصولاتی که می‌توانند برای بشریت مفید باشد مورد استفاده قرار گیرند.

بازارکار رشته بیوتکنولوژی دریا

بیوتکنولوژیست‌های دریا متخصصانی هستند که برای مدیریت و دستکاری ژنتیکی موجودات دریایی در جهت کشف کاربردهای مختلف آموزش دیده‌اند.

این افراد در دستکاری موجودات دریایی مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها برای اهداف مختلف مهارت بالایی دارند. آنها باید زمینه‌های مختلف مانند بیوشیمی، زیست شناسی مولکولی و میکروبیولوژی آموزش ببینند تا مکانیسم‌های مولکولی موجودات دریایی را درک کنند.

بیوتکنولوژیست‌های دریا توانایی کار در زمینه‌های مختلف از جمله تحقیق، توسعه و تولید را دارند.

• زیست پالایی دریایی

یکی از زمینه‌هایی که این افراد می‌توانند در آن فعالیت کنند، زیست پالایی دریایی است. زیست پالایی شامل استفاده از عوامل بیولوژیکی مانند میکروارگانیسم‌ها برای پاکسازی مناطق آلوده است.

کسانی که در رشته بیوتکنولوژی دریا تحصیل کرده‌اند، می‌توانند از دانش خود در مورد موجودات دریایی برای ایجاد راه حل‌هایی در راستای پاکسازی نشت نفت و سایر اشکال آلودگی محیطی استفاده کنند.

آن‌ها همچنین می‌توانند روش‌های پایدار را برای مدیریت زباله‌های تولید شده در محیط‌های دریایی توسعه دهند.

• آبزی پروری دریایی

زمینه دیگری که بیوتکنولوژیست‌های دریایی می‌توانند در آن کار کنند، آبزی پروری دریایی است. آبزی پروری شامل رشد و پرورش وجودات دریایی مانند ماهی، صدف و جلبک دریایی است.

بیوتکنولوژیست‌های دریایی می‌توانند با استفاده از دانش خود در مورد موجودات دریایی، روش‌های جدید و کارآمدتری را برای آبزی پروری توسعه دهند؛ به عنوان مثال، آن‌ها می‌توانند تکنیک‌های جدید پرورشی را توسعه دهند که عملکرد ماهی‌ها را افزایش دهد و یا کیفیت ماهی تولید شده را بهبود ببخشد.

• اکتشاف زیستی دریایی

بیوتکنولوژیست‌های دریایی همچنین می‌توانند در زمینه اکتشاف زیستی دریایی فعالیت کنند. اکتشاف زیستی شامل جستجوی ترکیبات زیست فعال جدید از موجودات دریایی است که می‌تواند در صنایع پزشکی، آرایشی و بهداشتی و سایر صنایع مورد استفاده قرار گیرد.

آن‌ها می‌توانند از دانش خود در خصوص موجودات دریایی برای توسعه روش‌های جدید برای شناسایی و استخراج این ترکیبات استفاده کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند تکنیک‌های جدیدی را برای تولید این ترکیبات در مقیاس بزرگ توسعه دهند.

• تحقیق و توسعه بیوتکنولوژی دریایی

تحقیق و توسعه بیوتکنولوژی دریایی یکی دیگر از زمینه‌های فعالیت یک بیوتکنولوژیست‌های دریایی است. این زمینه شامل استفاده از موجودات دریایی برای توسعه محصولات و فرآیندهای جدید در این حوزه است.

به عنوان مثال، بیوتکنولوژیست‌های دریایی می‌توانند آنزیم‌های جدیدی را ایجاد کنند که می‌توانند در فرآیندهای صنعتی استفاده شود. آن‌ها همچنین می‌توانند داروها و واکسن‌های جدیدی از موجودات دریایی تولید کنند.

• تولید محصولات بیوتکنولوژی دریایی

تولدی محصولات مرتبط با بیوتکنولوژی درایی یکی ئیگر از بخش‌های جذاب رشته بیوتکنولوژی دریا است. این حوزه شامل تولید گسترده محصولات دریایی است. به عنوان مثال، بیوتکنولوژیست‌های دریایی می‌توانند مقادیر زیادی جلبک را برای استفاده در سوخت‌های زیستی یا خوراک حیوانات تولید کنند.

آن‌ها همچنین می‌توانند مقادیر زیادی آنزیم برای استفاده در فرآیندهای صنعتی را به تولید برسانند یا آن‌ها ارتقا ببخشند.

در نتیجه، بیوتکنولوژیست‌های دریایی طیف گسترده‌ای از گزینه‌های شغلی را دارند. آن‌ها می‌توانند در زمینه‌هایی که به آن اشاره شد، کار کنند. حیطه کاری این مشاغل به سرعت در حال رشد است و تقاضای زیادی برای متخصصان متخصص در این زمینه وجود دارد.

بیوتکنولوژیست‌های دریایی نقش بسزایی در توسعه پایدار منابع دریایی و حفاظت از محیط زیست دریایی ایفا می‌کنند.

 بیوتکنولوژی دریایی در جهان

همانطور که اشاره شد بیوتکنولوژی دریایی یک گرایش تخصصی است که شامل مطالعه موجودات دریایی و استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی آ‌ن‌ها برای توسعه محصولات و فناوری‌های جدید است.

در سال‌های اخیر، صنعت بیوتکنولوژی دریایی در حال رونق بوده و انتظار می‌رود این بازار تا سال 2026 به 6.4 میلیارد دلار برسد. شرکت‌های متعددی به عنوان پیشرو در این زمینه ظاهر شده‌اند و راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را برای طیف وسیعی از کاربردها، از جمله مواد غذایی، آرایشی، دارویی، و مواد غذایی توسعه داده‌اند.

• Marinova

یکی از برجسته ترین شرکت‌ها در صنعت بیوتکنولوژی دریایی، شرکت Marinova است که در استرالیا مستقر است. این شرکت در زمینه توسعه و تولید عصاره‌های دریایی برای استفاده در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی و داروسازی فعالیت دارد.

محصولات آن از جلبک‌های دریایی قهوه‌ای به دست می‌آیند که سرشار از ترکیبات فعال زیستی با فواید سلامتی قابل توجهی هستند. عصاره‌های مارینووا دارای خواص آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و تقویت‌کننده سیستم ایمنی هستند که استفاده از آن‌ها را برای استفاده در انواع مکمل‌های سلامت و محصولات مراقبت از پوست ایده‌آل می‌کند.

• Aquapharm Bio-Discovery

یکی دیگر از شرکت‌های برتر در صنعت بیوتکنولوژی دریایی، Aquapharm Bio-Discovery است که در اسکاتلند مستقر است. تمرکز این شرکت بر کشف و توسعه داروها و درمان‌های جدید با استفاده از میکروارگانیسم‌های دریایی است.

رویکرد آن شامل غربالگری نمونه‌های میکروارگانیسم‌های دریایی برای کشف ترکیبات جدیدی است که کاربردهای درمانی بالقوه دارند.

این شرکت قبلاً چندین ترکیب با پتانسیل بالا در زمینه درمان بالقوه برای پوکی استخوان و دسته جدیدی از آنتی بیوتیک‌ها را شناسایی کرده است.

• BioMarine

سومین شرکتی که در صنعت بیوتکنولوژی دریایی پیشگام است، BioMarine می‌باشد که در فرانسه مستقر است.

تمرکز این شرکت بر توسعه مواد اولیه دریایی پایدار برای صنایع غذایی، خوراک دام و آرایشی و بهداشتی است. محصولات این شرکت از موجودات دریایی مانند ماهی و جلبک‌ها مشتق شده‌اند و برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون برای مواد طبیعی، سالم و سازگار با محیط زیست طراحی شده اند.

محصولات این شرکت شامل اسیدهای چرب امگا 3، کلاژن و رنگدانه‌ها است که در طیف وسیعی از محصولات از غذاهای کاربردی گرفته تا محصولات زیبایی طبیعی استفاده می‌شود.

علاوه بر این شرکت‌ها، چندین شرکت دیگر نیز وجود دارند که سهم قابل توجهی در صنعت بیوتکنولوژی دریایی دارندکه عبارتند از GlycoMar، که مستقر در اسکاتلند است و در زمینه کشف و توسعه داروها و درمان‌های جدید از گلیکان‌های دریایی فعالیت می‌کند. Algenuity که در بریتانیا مستقر است، در حال توسعه سویه‌های ریز جلبک جدید برای استفاده در غذا، خوراک و تولید انرژی است.

Blue Biotech، مستقر در آلمان، که در حال توسعه روش‌های جدید برای کشت میکروارگانیسم‌های دریایی برای استفاده در بیوتکنولوژی است.

تهیه شده در آکادمی بیوتکنولوژی ایران

نویسنده: زهرا جهان‌بخش