اشاره:
آن‌چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست مقاله‌ي «  چشم‌اندازي از مفهوم و كاربرد بيوتكنولوژي در مهندسي شيمي » از مجموعه‌ي متون آموزشي مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و پژوهش‌گران سياست‌گذاري فناوري ست كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
در اولين مقاله سعي مي‌شود ضمن ارائه‌ي تعريفي از بيوتكنولوژي، اين گرايش در مهندسي شيمي توضيح داده شود. 

واژگان

بيوتکنولوژي: زيست فناوري
ارگانيسم: سازواره، ترکيب موجود زنده
ميکروارگانيسم: ترکيبي از موجود زنده با اندازه و ابعاد بسيار کوچک (در حدود 0.1 ميلي متر) و قابل مشاهده با ميکروسکوپ
ميکروبيولوژي: دانش مطالعه ميکروارگانيسم ها
ياخته: سلول 
آنزيم: مواد آلي‌ پيچيده‌ با ماهيت پروتئيني‌ كه‌ درموجود زنده‌ باعث‌ تبديل‌ مواد آلي‌ مركب‌ به‌ مواد ساده‌تر وقابل‌ جذب‌ مي‌گردند و در حقيقت نقش کاتاليزوري ايفا مي کنند. 
بيولوژي: زيست شناختي 
بيوراکتور: واکنشگاه زيستي- دستگاهي که در آن فرايندهاي شيميايي مرتبط با ارگانيسم ها انجام مي گيرند و يا مواد بيو شيميايي فعال بدست آمده از ارگانيسم ها در آن نگهداري مي شوند. 
مهندسي ژنتيک: تکنيک مطالعه تغييرات بوجود آمده در ساختمان سلول‌ها بخاطر حذف و يا اضافه شدن يک ژن خاص است. بر پايه اين تکنولوژي اطلاعات ژنتيکي مفيد از يک ارگانيسم به سلول يا ارگانيسم ديگري که فاقد آن ژن ويژه است منتقل مي گردد. 
بيوشيمي: زيست شيمي- دانش مطالعه فرايندهاي شيميايي در ارگانيسم ها. ساختار و عملکرد مولکولهاي بيولوژيکي، مکانيزم و محصولات بوجود آمده از واکنش آنها. 
ذرات جاذب: عمدتاً مواد جامدي هستند که مواد جداشونده مورد نظر بر روي آنها نشسته و سپس از محيط بيوراکتور خارج مي گردند. از اين ذرات جاذب براي انجام عمليات خالص سازي و يا جداسازي، بسيار استفاده مي گردد.

‌
گستردگي و تنوع کاربردهاي بيوتکنولوژي، تعريف و توصيف آن‌را کمي مشکل و متنوع ساخته است. برخي بيوتکنولوژي را مترادف ميکروبيولوژي صنعتي و استفاده از ميکروارگانيسم‌ها مي‌دانند وبرخي آن‌ را معادل مهندسي ژنتيک تعريف مي‌کنند. در اين‌جا به تعاريف متفاوت كوتاهي كه از بيوتکنولوژي ارائه شده است اشاره‌اي مي‌کنيم. روشن است كه اين تعاريف داراي وجوه اشتراک زيادي نيز هستند.

1ـ بيوتکنولوژي مجموعه‌اي از روش‌ها براي توليد، تغيير و اصلاح فرآورده‌ها (نظير محصولات دارويي، کشاورزي و غذايي) ، نژاد گياهان و جانوران و توليد ميکروارگانيسم‌ها جهت کاربرد‌هاي ويژه است که به اين منظور، از ارگانيسم‌هاي زنده استفاده مي‌کند.

2ـ کاربرد روش‌هاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به کمک عوامل بيولوژيک (ميکروارگانيسم‌ها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيم‌ها) جهت توليد محصول مورد نياز و ارائه خدمات در عرصه کشاورزي، صنايع غذايي و دارويي و پزشکي.

3ـ مجموعه‌اي از فنون و روش‌ها که در آن از ارگانيسم‌هاي زنده در فرآيندهاي توليد، تغيير و بهينه‌سازي نژاد گياهان و جانوران استفاده مي شود.

4ـ کاربرد تکنيک‌هاي مهندسي ژنتيک در توليد محصولات کشاورزي، صنعتي، درماني و تشخيص بيماري‌ها؛ با راندمان توليد بالاتر و در بيشتر مواقع با قيمت ارزان‌تر.

5ـ استفاده از سلول زنده يا اجزاي آن‌ها به منظور فرآوري و توليد محصول در مقياس انبوه

6ـ بهره‌برداري تجاري از ارگانيسم‌ها يا اجزاي آن‌ها

7ـ کاربرد روش‌هاي مهندسي ژنتيک در توليد يا دست‌کاري ميکرو ارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها (با به‌ وجود آوردن تغييرات ژنتيکي)

8ـ علم رام کردن و استفاده از ميکروارگانيسم‌ها در راستاي منافع انساني

اگر چه تعاريف بالا هيچ يك به تنهايي توصيف كاملي از بيوتکنولوژي ارائه نمي دهند، اما با در نظر گرفتن مجموع مفاهيم ارائه شده، تا حدودي مي‌توان به تعريفي جامعي از بيوتکنولوژي دست يافت.

 به اين ترتيب با مرور زمان دانشمندان به مفاهيم مشترکي در مورد تعريف بيوتکنولوژي نزديک‌ شده‌اند و هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه‌اي از بيوتکنولوژي ارائه مي‌دهد.

علت اين حقيقت را نيز بايد در ماهيت بيوتکنولوژي جست.

بيوتکنولوژي همانند زيست‌شناسي، ژنتيک يا مهندسي بيوشيمي يک علم پايه يا کاربردي نيست که بتوان محدوده و قلمروي آن را به سادگي تعريف کرد. بيوتکنولوژي شامل حوزه‌اي مشترک از علوم مختلف است که در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم با يکديگر به وجود آمده است. بيوتکنولوژي معادل زيست‌شناسي مولکولي، مهندسي ژنتيک، مهندسي شيمي يا هيچ يک از علوم سنتي و مدرن موجود نيست، بلکه پيوند ميان اين علوم در جهت تحقق بخشيدن به توليد بهينه يک محصول حياتي (زيستي) يا انجام يک فرآيند زيستي به روش‌هاي نوين و دقيق با کارآيي بسيار بالا مي‌باشد.

بيوتکنولوژي را مي‌توان به درختي تشبيه کرد که ريشه‌هاي تناور آن را علومي بعضاً با قدمت زياد مانند زيست ‌شناسي به ويژه زيست‌شناسي مولکولي، ژنتيک،‌ ميکروبيولوژي، بيوشيمي، شيمي، مهندسي شيمي، مهندسي بيوشيمي، گياه‌شناسي، جانور شناسي، داروسازي، کامپيوتر و ... تشکيل مي‌دهند، ليکن شاخه‌هاي اين درخت کم و بيش به تازگي روييدن گرفته‌اند و هر لحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به وجود مي‌آورند.

تقسيم‌بندي بيوتکنولوژي به شاخه‌هاي مختلف نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌کند و در رايج‌ترين تقسيم‌بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتکنولوژي استفاده مي‌کنند و نام شاخه‌اي از بيوتکنولوژي را بدين ترتيب وضع مي‌کنند. مانند: بيوتکنولوژي پزشکي که از تلاقي بيوتکنولوژي با علم پزشکي به وجود آمده است يا بيوتکنولوژي کشاورزي که کاربرد بيوتکنولوژي در کشاورزي را نشان مي‌دهد. بدين ترتيب مي‌توان از بيوتکنولوژي داروييPharmaceutical Biotechnology ، بيوتکنولوژي ميکروبي Microbial Biotechnology، بيوتکنولوژي دريا Marine Biotechnology ، بيوتکنولوژي قضايي يا پزشکي قانوني Forensic Biotechnology ، بيوتکنولوژي محيطي Environmental Biotechnology، بيوتکنولوژي غذاييFood and food stuff Biotechnology بيوانفورماتيک Bioinformatics، بيوتکنولوژي صنعتي Industrial Biotechnology، بيوتکنولوژي نفت، بيوتکنولوژي تشخيصي و ... نام برد.

اين شاخه‌هاي متعدد در عمل، همپوشاني‌ها و پيوندهاي متقاطع زيادي دارند و باز به دليل ماهيت همه جانبه‌ي بيوتکنولوژي نمي‌توان در اين مورد نيز قاطعانه محدوده‌هايي را براي آن‌ها تعيين نمود.

گستردگي کاربرد بيوتکنولوژي در قرن بيست و يکم به اندازه‌اي ست که اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط زيست، آموزش، کشاورزي، صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت‌تأثير شگرف خود قرار خواهد داد. به همين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يکم را "قرن بيوتکنولوژي" نام‌گذاري کرده‌اند.

بدين ترتيب با توجه به مفهوم کلي و همه جانبه بودن بيوتکنولوژي و بين رشته اي بودن آن، مي توان اذعان داشت که مهندس «شيمي- بيوتكنولوژي» فردي است كه از مهندسي شيمي به مبحث بيوتكنولوژي وارد مي‌شود.
براي نمونه در طراحي يك بيورآكتور بايد پارامترهاي مختلفي همچون فشار، دما، pH و نوع رآكتور مدنظر قرار گيرد كه تمام اين موارد در رشته مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي مورد بحث قرار مي‌گيرد. در واقع در مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي، با فهم و اطلاعات مهندسي پا به عرصه بيوتكنولوژي مي‌گذاريم؛ در نتيجه يك فرد با تخصص مهندسي قادر خواهد بود كه يك بيورآكتور را طراحي كند.

مثال‌هاي زيادي وجود دارد كه مهندسي شيمي-گرايش بيوتكنولوژي را از مهندسي شيمي جدا مي‌كند. استفاده از جاذب‌هاي مختلف در فرآيندهاي تخليص و جداسازي، نمونه اي از آن مي‌باشد. طراحي اين ذرات جاذب برعهده يك مهندس شيمي- گرايش بيوتكنولوژي مي‌باشد كه با درايت بتواند ذرات جاذب را طراحي نمايد.

در مقالات بعدي به توضيحي تفصيلي درباره مفاهيم بيوتکنولوژي در شاخه مهندسي شيمي، قلمرو اصلي کاربردهاي بيوتکنولوژي، نانوبيوتکنولوژي و غيره خواهيم پرداخت.

تدوين: مهندس سيما مولائي
دانشجوي کارشناسي ارشد مهندسي شيمي- بيوتکنولوژي دانشکده شيمي- نفت دانشگاه صنعتي شريف
ليسانس مهندسي شيمي دانشگاه لاساپينزا(La Sapienza) رُم-ايتاليا و مهندسي شيمي- پتروشيمي دانشگاه شيراز
خبرنگار مهندسي شيمي- بيوتكنولوژي سرويس مسائل راهبردي ايران
انتهاي پيام