نگاهی به كاربردها و دستاوردهاي مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي در عصر حاضر
1- بيوتكنولوژي و علوم پزشكي
كاربرد بيوتكنولوژي در زمينة علوم پزشكي و دارويي، موضوعات بسيار گسترده‌اي مانند ابداع
روش‌هاي كاملاً جديد براي "تشخيص مولكولي مكانيسم‌هاي بيماري‌زايي و گشايش سرفصل جديدي به نام پزشكي مولكولي"، "امكان تشخيص پيش از تولد بيماري‌ها و پس از آن"، "ژندرماني و كنار گذاشتن (نسبي) برخورد معلولي با بيمار و بيماري"، "توليد داروها و واكسن‌هاي نوتركيب و جديد"، "ساخت كيت‌هاي تشخيصي"، "ايجاد ميكروارگانيسم‌هاي دستكاري شده براي كاربردهاي خاص"، "توليد پادتن‌هاي تك‌دودماني (منوكلونال)" و غيره را در بر مي‌گيرد. امروزه براي تشخيص‌هاي دقيق، پيشگيري، درمان اساسي بيماري‌ها و در واقع سلامت و بهداشت جوامع ظاهراً راه ديگري جز پزشكي مولكولي به‌نظر نمي‌رسد. جدول شماره 1، برخي از مزاياي كاربرد روش‌هاي تشخيص مولكولي را كه به مدد مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي در خدمت بهداشت بشر قرار گرفته‌اند نشان مي‌دهد
: در ادامه، به چند نمونه از دستاوردهاي مهم مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي در علوم پزشكي، كه تحولات بسيار بزرگي را در عرصه‌هاي مختلف زندگي بشر بوجود آورده يا خواهد آورد، اشاره مي‌شود:
1-1- ژن درماني (Gene Therapy)
بسياري از صاحب‌نظران از سدة حاضر به‌عنوان سدة مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي 
مولكولي ياد مي‌كنند. به اعتقاد بسياري از دانشمندان، تولد ژندرماني در اوايل دهه 1990، يك رخداد بزرگ و انقلابي بود كه چشم‌انداز جديدي را در عرصه پزشكي مولكولي ايجاد كرد؛ زيرا براي نخستين بار در تاريخ علوم زيستي، كاربرد روش‌ها و فنون بسيار حساس و جديد جهت انتقال ژن‌هاي سالم به درون سلول‌هاي بدن و تصحيح و درمان ژن‌هاي جهش‌يافته و معيوب، پنجره‌اي نو به سوي مبارزه جدي، اساسي و علّي (نه معلولي و در سطح فرآورده‌هاي ژني) با بسياري از بيماري‌ها گشوده است. ژندرماني، در واقع انتقال مواد ژنتيكي به درون سلول‌هاي يك موجود براي مقاصد درماني مي‌باشد كه به روش‌هاي متفاوت و متنوع (فيزيكي، شيميايي و زيستي) صورت مي‌گيرد.
كشف بسياري از ژن‌هاي بيماري‌زاي مهم در آينده نزديك، كاربرد روش‌هاي متنوع و بي‌سابقه غربال‌سازي ژنتيكي و پيشگويي‌هاي بسيار دقيق پيرامون تعيين سرنوشت جنين از نظر بيماري‌هاي ژنتيك پيش و پس از تولد، از ديگر قابليت‌هاي مهندسي ژنتيك و ژندرماني است. پژوهشگران با انجام تحقيقات گسترده بر بسياري از محدوديت‌هاي موجود در زمينه ژندرماني فائق آمده‌اند. همچنين در زمينه هدف‌گيري بسيار اختصاصي سلول و انتقال ژن يا DNAي برهنه به درون آن- به عنوان دارو- پيشرفت‌هاي چشمگيري حاصل شده است.
عليرغم اينكه در حال حاضر ژندرماني، روشي پرهزينه بوده و به فنون پيشرفته و تخصصي نياز دارد، اما به‌زودي از اين روش در مورد طيف بسيار وسيعي از بيماري‌ها استفاده خواهد شد. همچنين شواهد فزآينده و اميدبخشي وجود دارد كه استفاده از روش‌هاي پزشكي مولكولي، در آينده‌اي نه چندان دور و در مقايسه با وضع كنوني، صدها بار هزينه‌هاي درماني را نيز كاهش خواهد داد.
1-2- طرح بين‌المللي ژنوم انسان (IHGP)
پروژه بين‌المللي ژنوم انسان، يكي از مهم‌ترين و عظيم‌ترين طرح‌هاي تحقيقاتي 
زيست‌شناسي عصر حاضر است كه با رمزگشايي از ژنوم انسان، گره‌هاي بي‌شماري را گشوده و قله‌هاي متعددي را فتح كرده است. اين طرح كه انجام آن، مولود پيشرفت‌ها و اطلاعات جديد محققان در عرصه مهندسي ژنتيك است، در آينده‌اي نزديك، تحولات عميق و غيره‌منتظره‌اي را در علوم پزشكي به‌وجود خواهد آورد. طرح بين‌المللي ژنوم انسان را مي‌توان نقطه عطفي در تاريخ علوم زيستي به‌ويژه مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي به حساب آورد. در جداول 2 و 3، خلاصه شماري از اطلاعات مهم درباره اين طرح ارايه شده است
:
1-3- شناسايي مكانيسم‌هاي مولكولي پيدايش سرطان
امروزه از رهگذر به‌كارگيري مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي، اين پرسش كه سرطان چگونه ايجاد مي‌شود؟، ديگر جزء اسرار ناشناخته علمي به حساب نمي‌آيد. در خلال دو دهة اخير، پژوهشگران با استفاده از روش‌هاي مولكولي و نتايج حاصل از مطالعاتي مانند طرح رمزگشايي از ژنوم انسان، به پيشرفت‌هاي خيره‌كننده‌اي در شناسايي علل و مراحل مولكولي پيدايش سرطان دست يافته‌اند كه در آينده نزديك، به روش‌هاي انقلابي در مسير درمان آن منجر خواهد شد. با آنكه هنوز هيچ‌كس قادر نيست زمان دقيق غلبه كامل بر سرطان را پيش‌گويي كند، اما چشم‌انداز آن بسيار نويدبخش است.
در اين راستا، تلاش‌هاي گسترده‌اي براي درمان سرطان با استفاده از روش‌هاي ژندرماني
(مانند انتقال ژن‌هاي بازدارندة سرطان به درون سلول‌ها) به طور فزاينده‌اي در حال افزايش است. مهار ژن‌هايي كه بيشتر از اندازه طبيعي تكثير يا بيان شده‌اند (مانند آنكوژنهاي فعال‌شده) و جايگزيني يك ژن ناقص يا حذف‌شده از جمله راهبردهاي اين روش درماني به حساب مي‌آيند. اخيراً پژوهشگران امريكايي نوعي ويروس "هوشمند" را طراحي كرده‌اند كه بتواند در درون سلول‌هاي سرطاني، تكثير شده و تمام سلول‌هاي بدخيم را در بدن از بين ببرد، اما به سلول‌هاي سالم آسيبي نرساند. نتايج به دست آمده از اين شيوة جديد، روي موش‌هاي الگو موفقيت‌آميز بوده و توانسته است حدود 60 درصد از سلول‌هاي سرطاني را نابود سازد.
شماري از شركت‌هاي دارويي جهان نيز با تكيه بر فرآيندها و قابليت‌هاي بيوتكنولوژي مولكولي، بر روي طراحي داروها و عوامل درماني مناسب جهت توقف ماشين تكثير بي‌رويه سلولي (سرطان) فعاليت مي‌كنند.
بي‌شك انجام اين پژوهش‌ها، كه در آينده‌اي نزديك به نتايج مفيدي براي درمان شماري از سرطان‌هاي انساني منجر خواهد شد، بدون بكارگيري اصول و فنون مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي ميسر نمي‌بود.
1-4- شبيه‌سازي (Cloning)
از ديگر موضوعات بسيار مهم روز در زمينه مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي، كه ارتباط تنگاتنگي با علوم پزشكي داشته و احتمالاً در آينده منشأ تحولات بزرگي در اين زمينه خواهد بود، بحث كلون‌سازي (همانندسازي يا شبيه‌سازي) يا تكثير غيرجنسي سلول‌ها است؛ كه طي آن با همانندسازي از روي سلول بالغ يك موجود زنده، نسخه‌اي مشابه موجود اوليه ساخته مي‌شود.
شايان ذكر است كه نخستين موفقيت انسان در كلون‌سازي يك پستاندار بالغ (گوسفند دالي) در سال 1996 توسط يان ويلموت انگليسي و همكاران وي در مؤسسه راسلين (ادينبر، اسكاتلند) با انتقال هستة يك سلول سوماتيك (غيرجنسي) به‌درون سيتوپلاسم يك اووسيت (سلول جنسي ماده) كه هسته‌اش خارج شده بود، به دست آمد.
به طور كلي، محققان علم ژنتيك و بيوتكنولوژيست‌هاي مولكولي اعتقاد دارند كه تلاش‌هاي
آنها در اين زمينه، مي‌تواند به كاربردهاي بسيار ارزشمندي در زمينه‌هاي پزشكي، كشاورزي و مانند آنها منجر شود. البته عليرغم بحث‌هاي بسيار جدي كه در مورد سوء استفاده‌هاي احتمالي از مقوله شبيه‌سازي و عواقب زيستي و اخلاقي آن در دنيا وجود دارد، خوشبختانه اعتقاد اكثريت قابل توجهي از صاحب‌نظران امر كه با درك مسئوليت خطير انساني خود، به پژوهش‌هاي متنوع و گسترده مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي در عرصه پزشكي مولكولي مشغولند، اين است كه تحقيقات مذكور بايد تنها براي مقاصد پيشگيري، تشخيص و درمان اساسي بيماري‌ها به كار رفته شود.
2- بيوتكنولوژي مولكولي و صنعت
در سال‌هاي اخير، بيوتكنولوژي مولكولي در صنايع گوناگون جايگاه منحصر به فردي پيدا كرده است. امروزه در برخي از معادن دنيا، استخراج و بازيافت كاني‌هاي پرارزشي مانند طلا، نقره، مس و اورانيوم به كمك ميكروارگانيسم‌ها و با روش‌هاي زيستي (Bioleaching) صورت مي‌گيرد. توليد صنعتي بسياري از اسيدهاي آلي مانند اسيد سيتريك، اسيد استيك و اسيد لاكتيك و همچنين توليد روغن‌هايي با تركيبات اسيدهاي چرب ويژه كه داراي ارزش بالايي در صنايع غذايي و مواد پاك‌كننده هستند، از ديگر زمينه‌هاي حضور فعال بيوتكنولوژي در صنعت است.
علاوه بر اين، به اعتقاد بسياري از صاحب‌نظران، يكي از عرصه‌هاي بسيار حياتي بيوتكنولوژي،
در "صنايع آنزيمي" است؛ چراكه به جرأت مي‌توان ادعا كرد بدون استفاده از فرآيندهاي بيوتكنولوژيك و طراحي سويه‌هاي ميكروبي مهندسي ژنتيك شده، پيشرفت‌هاي بزرگ بشر در زمينه توليد انبوه آنزيم‌ها و بيوكاتاليست‌هاي بسيار با ارزش و متنوع كه به‌عنوان مواد مادر در صنايع گوناگون غذايي، شيميايي، سلولزي، نفت، توليد شوينده‌ها و غيره به كار مي‌روند، تقريباً غيرممكن و دور از دسترس بود. توليد پلاستيك‌هاي قابل تجزيه (Green Plastics)، توليد انرژي‌هاي تجديد‌پذير با استفاده از بيومس (Biomass)، طراحي و توليد ساختارهاي نانومتري (Nanostructures) جديد مثل بيوترانزيستورها، بيوچيپ‌ها و پليمرهاي پروتئيني با استفاده از روش‌هاي مهندسي پروتئين، بكارگيري روش‌هاي بيوتكنولوژي در افزايش بازيافت و سولفورزدايي نفت خام و پاكسازي آلودگي‌هاي زيست‌محيطي به كمك فرآيندهاي زيستي، از ديگر عرصه‌هاي نوين و با ارزش بيوتكنولوژي در صنعت و محيط زيست به شمار مي‌روند.
3-1- توليد گياهان تراريخته
به‌كارگيري روش‌ها و فنون مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي به طور جدي از سال 1983 آغاز
و روندي به شدت رو به رشد را به ويژه در قلمرو اصلاح گياهان زراعي استراتژيك، طي كرد. پيشرفت در اين حوزه، فوق‌العاده چشمگير است. به‌طوريكه در مدتي كمتر از هشت سال، سطح زير كشت گياهان دست‌ورزي شده ژنتيكي (Transgenic)، وسعتي بالغ بر 60 ميليون هكتار از اراضي كشاورزي جهان را به خود اختصاص داد. به اين ترتيب، مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي به منظور تأمين امنيت غذايي جمعيت رو به رشد جهان وارد عمل شده و مواد غذايي دستكاري شده ژنتيك (GMOs) به تدريج وارد بازار شد.
در سال 1986 نخستين آزمايش‌هاي مزرعه‌اي، با تنباكوي تراريخته، در امريكا و فرانسه صورت گرفت. چين نخستين كشوري بود كه در سال 1990، توليدگياهان تراريخته (تنباكو) را به شكل تجاري آغاز كرد. امريكا، دومين كشوري بود كه در سال 1994، گياه تراريخته گوجه‌فرنگي را به شكل تجارتي توليد نمود. پس از آن، در فاصله سال‌هاي 1995 تا 1996، 35 گياه تراريخته توليد شد كه حدود 80 درصد آنها مربوط به دو كشور امريكا و كانادا بودند. تا سال 1999، بين 25 تا 45 درصد توليد برخي از محصولات اصلي زراعي (ذرت، سويا و غيره) در امريكا، با استفاده از گياهان تراريخته صورت مي‌گرفت. درحال حاضر، حداقل 25 درصد از سطح زير كشت ذرت تراريخته و 40 درصد از سطح زيركشت سوياي تراريختة جهان در امريكاست.
وارد كردن ژن‌هاي فراوان (مربوط به صفات مختلف) به ده‌ها گونه گياهي مانند گندم، جو، 
گوجه‌فرنگي، ذرت، سيب زميني، سويا، پنبه، مارچوبه، تنباكو و چغندرقند جهت اصلاح يا بهبود فرآورده‌هاي كشاورزي، امكان تغيير ژنتيكي در راه‌هاي بيوسنتزي گياهان براي توليد انبوه موادي مانند روغن‌هاي خوراكي، موم‌ها، چربي‌ها و نشاسته‌ها كه در شرايط عادي به ميزان بسيار جزيي توليد مي‌شوند و كنترل آفات زيستي، تنها نمونه‌هاي كوچكي از كاربردهاي گسترده گياهان ترانس‌ژني (تراريخته) را شامل مي‌شوند. اطلاعات بيشتر در اين زمينه در جدول شماره 4 ارايه شده است.
احياي مراتع و جنگل‌ها و حفظ تنوع گونه‌هاي گياهي و جانوري در مناطق كويري و بياباني از ديگر عرصه‌هاي كشاورزي است كه با كمك بيوتكنولوژي روند سريع‌تري يافته است. براي مثال، بيوتكنولوژيست‌ها با شناسايي، تكثير و پرورش گونه‌هاي واجد ژن‌هاي مقاومت به نمك، گياهان مقاومي مانند كاكتوس‌ها، كاج و سرو اصلاح شده‌اي را توليد كرده‌اند كه قابليت رشد و تكثير در مناطق سخت بياباني را پيدا كرده‌اند. همچنين به كمك روش‌هاي بيوتكنولوژي، از جلبك‌ها و گل‌ولاي موجود در درياها، تركيبات و كودهاي زيستي سودمندي را براي حاصلخيزي زمين‌هاي كشاورزي توليد مي‌كنند
.
جنبه‌هاي اقتصادي مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي
بيوتكنولوژي از جمله تكنولوژي‌هاي نوين است كه به‌عنوان يك ابزار مناسب و قدرتمند براي 
دستيابي به توسعة پايدار به‌شمار مي‌آيد. بنابراين در جهان امروز، توجه به توانمندي‌ها و قابليت‌هاي بي‌شمار اين صنعت، به‌ويژه در كشورهاي كمتر توسعه‌يافته و فقير، مي‌تواند از جمله عوامل مهم در پيشرفت اقتصادي و رسيدن به رفاه اجتماعي بالاتر، محسوب گردد. براي آنكه جايگاه و نقش كليدي مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي در عرصه‌هاي اقتصادي زندگي بشر به‌ويژه در زمينه‌هاي بهداشت و سلامت و تأمين غذاي انسان، اندكي روشن‌تر شود، برخي از جنبه‌هاي اقتصادي، سرمايه‌گذاري و توليد در عرصه بيوتكنولوژي در جدول شماره 6 ارايه شده است
1- نوري دلوئي، محمدرضا، خسروي نيا، ساميه و مجيدفر، فرهت (ترجمه همراه با اضافات)، فرهنگ مهندسي ژنتيك (نويسنده اصلي: اوليور، استفن و وارد، جان، ام)، انتشارات مركز ملي تحقيقات مهندسي ژنتيك و تكنولوژي زيستي، چاپ اول، پاييز 1373.
2- نوري دلوئي، محمدرضا، خسروي نيا، ساميه، ساماني، امير عباس، مجيدفر، فرزان (ترجمه)، آموزش بيوتكنولوژي در مدارس (انتشارات يونسكو، سند شماره 39)، انتشارات مركز ملي تحقيقات مهندسي ژنتيك و تكنولوژي زيستي، چاپ اول، پاييز 1373.