معرفی رشته مهندسی ژنتیک

در طول تاریخ، انسان‌ها به علوم متنوعی دست یافته‌اند که در زمینه‌های مختلفی مانند ساخت و ساز، پزشکی، صنایع سنگین، تولید محصولات متنوع و غیره به آنها کمک قابل توجهی نموده‌اند. یکی از این علوم، “مهندسی ژنتیک” است. احتمالاً در سال‌های اخیر بارها به نام مهندسی ژنتیک برخورد کرده‌اید و شاید سؤالی در ذهن شما مطرح شده باشد که دقیقاً شغل مهندسی ژنتیک چیست؟ چه مهارت‌هایی برای مهندسی ژنتیک لازم است؟ یک مهندس ژنتیک چه وظایفی دارد؟ در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، قصد داریم همراه شما مهندسی ژنتیک را از ابتدا تا انتها بررسی کنیم؛ بنابراین تا آخرین بخش مقاله همراه ما باشید.

مهندسی ژنتیک چیست؟

مهندسی ژنتیک، که به طور مشترک با نام اصلاح ژنتیکی شناخته می‌شود، یک حوزه از زیست‌شناسی است که با استفاده از فناوری‌های مبتنی بر آزمایشگاه، به دستکاری DNA و ژن‌های موجودات زنده با هدف تغییر یا بهبود ویژگی خاصی از یک موجود زنده مشغول است. این فرآیند شامل تغییر ساختار DNA یک موجود زنده با استفاده از سنتز مصنوعی یا وارد کردن یک رشته جدید DNA به ژن‌های موجود در یک سازمانی است، تا بتواند عملکرد یا ویژگی خاص آن سازمان را تغییر دهد.

تعریف شغل مهندسی ژنتیک

شغل مهندسی ژنتیک به سادگی به معنای ایجاد تغییرات و بهبودها در ژن‌های گیاهان، حیوانات و حتی انسان‌ها است، هدف اصلی آن جلوگیری از بیماری‌ها، افزایش سلامت و بهره‌وری و بهبود عملکرد فیزیولوژیکی آنها می‌باشد. مهندسین ژنتیک با استفاده از مهارت‌های زیستی و ریاضی، نحوه‌ی عملکرد ژن‌ها را تغییر می‌دهند. ورود به این حوزه از مهندسی و تمرکز حرفه‌ای در آن، ممکن است مدت زمان زیادی را در بر بگیرد. اما حائز اهمیت است که مهندسین ژنتیک نقش بسیار حیاتی در جهان ایفا می‌کنند و قادر به تولید گیاهانی هستند که در برابر آفات و بیماری‌ها مقاومت نشان می‌دهند، همچنین با استفاده از علم مهندسی ژنتیک میزان شیر و گوشت دام‌ها را افزایش می‌دهند. با این حال، هدف اصلی در علم مهندسی ژنتیک، دستکاری ژن‌های انسان و ریشه‌کن کردن طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها است.

کاربردهای مهندسی ژنتیک

صنایع مختلف از مهندسی ژنتیک، از جمله پزشکی، کشاورزی و تحقیقات، بهره می‌برند. روش‌های توسعه یافته در این حوزه قابل استفاده بر روی گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها هستند و کاربردهای بالقوه‌ای را در اختیار قرار می‌دهند.

بخش پزشکی به طور متمرکز از مهندسی ژنتیک بهره‌مند است. در حال حاضر، از این فناوری برای تولید داروهای خاص و پیشرفته‌ای مانند فاکتورهای ضد هموفیلیا، فولیستیم، آلبومین انسانی، هورمون‌های رشد انسانی، آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و واکسن‌ها استفاده می‌شود.

وظایف مهندسی ژنتیک

همانطور که در بخش قبل اشاره شد، مهندسین ژنتیک در فعالیت‌های خود بر روی تغییر و بهبود ژن‌های گیاهان، حیوانات و انسان‌ها تمرکز دارند و آن‌ها را بر اساس نقاط ضعف و نقص‌هایی که دارند، اصلاح می‌کنند. اما برای بررسی دقیق‌تر وظایف مهندسین ژنتیک، می‌توانیم به شرح زیر اشاره کنیم:

اصلاح ژن‌های گیاهان غذایی: مهندسین ژنتیک سعی می‌کنند ژنتیک گیاهان غذایی را بهبود داده و ویژگی‌های مطلوبی مانند مقاومت در برابر بیماری‌ها، عمرافزایی، بهبود عملکرد و کیفیت محصولات را تقویت کنند.

اصلاح ژنتیکی دام‌ها: مهندسین ژنتیک در تلاشند تا با تغییر ژنتیکی دام‌ها، ویژگی‌های مثبتی مانند رشد بهتر، مقاومت در برابر بیماری‌ها، بهبود کیفیت محصولات دامی و افزایش بهره‌وری را بهبود بخشند.

اصلاح ژنتیکی پرندگان خوراکی: مهندسین ژنتیک به منظور بهبود صفات مثبتی مانند رشد سریع‌تر، کاهش میزان بیماری‌ها و بهبود کیفیت گوشت و تخم‌مرغ، روی پرندگان خوراکی تغییرات ژنتیکی اعمال می‌کنند.

اصلاح ژنتیکی آبزیان خوراکی: مهندسین ژنتیک بهبود ویژگی‌های مختلف آبزیان خوراکی مانند رشد سریع‌تر، مقاومت در برابر بیماری‌ها، بهبود کیفیت گوشت و افزایش بهره‌وری را به‌وسیله تغییرات ژنتیکی در آن‌ها هدف قرار می‌دهند.

از بین بردن بیماری‌های ژنتیکی: مهندسین ژنتیک در تلاشند تا با تغییرات ژنتیکی، بیماری‌های ژنتیکی را کاهش دهند یا بهبود بخشند تا سلامتی افراد را بهبود ببخشند.

تولید داروهای تخصصی برای بیماران دارای نقص ژنتیکی: مهندسین ژنتیک با استفاده از فناوری خود، تلاش می‌کنند تا داروهای تهمان‌طور که در بخش قبل اشاره شد، صنایع مختلف از مهندسی ژنتیک، از جمله پزشکی، کشاورزی و تحقیقات، بهره می‌برند. روش‌های توسعه یافته در این حوزه قابل استفاده بر روی گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم‌ها هستند و کاربردهای بالقوه‌ای را در اختیار قرار می‌دهند.

انجام تحقیقات در حوزه‌های مختلف مهندسی ژنتیک: مهندسین ژنتیک در حوزه‌های مختلف تحقیقاتی فعالیت می‌کنند و به دنبال یافتن فناوری‌ها و روش‌های جدید در زمینه مهندسی ژنتیک و پیشرفت آن هستند. انجام تحقیقات در حوزه‌های گوناگون مهندسی ژنتیک نیز یکی از وظایفی است که مهندسان در این حرفه به آن می‌پردازند.

بخش پزشکی به طور ویژه از مهندسی ژنتیک بهره‌برداری می‌کند. در حال حاضر، از این فناوری برای تولید داروهای خاص مانند فاکتورهای ضد هموفیلیا، فولیستیم، آلبومین انسانی، هورمون‌های رشد انسانی، آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و واکسن‌ها استفاده می‌شود. مهندسین ژنتیک در این زمینه، با تغییر و اصلاح ژنتیکی، تولید داروهای نوآورانه را ممکن می‌سازند که به درمان بیماری‌های ژنتیکی و غیرژنتیکی کمک می‌کنند.

مهندسان ژنتیک کجا کار می کنند؟

مهندسان ژنتیک در موارد زیر می‌توانند فعالیت کنند:

• تکنسین آزمایشگاه
• تحلیلگر دی‌ان‌آی
• تکنسین علمی
• نویسنده علمی
• مشاور ژنتیک
• دستیار پزشک
• مشاور ژنتیک
• زیست‌شناس
• اپیدمیولوژیست
• دانشمند پزشکی
• دانشمند کشاورزی و مواد غذایی

مهارت های مورد نیاز مهندسی ژنتیک

هر شغل در جهان نیازمند مهارت‌های خاصی است و شغل مهندسی ژنتیک نیز از این قاعده مستثنی نیست. افرادی که علاقه‌مند به ورود به این حرفه هستند، باید مهارت‌های لازم برای انجام وظایف مربوط به این شغل را به دست آورند. مهارت‌های مورد نیاز عبارتند از:

• دانش تخصصی
• استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی
• جستجو و بازیابی منابع اطلاعاتی جدید
•  استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی
• کار در گروه
• مدیریت تیم
• برقراری ارتباط
• توجه به جزئیات
• آشنایی با زبان انگلیسی

نرم افزار های تخصصی مهندسی ژنتیک

مهندسین ژنتیک از نرم‌افزارهای تخصصی در انجام بسیاری از وظایف خود استفاده می‌کنند. به منظور افزایش آشنایی شما با این شغل جذاب، نیز قصد داریم برخی از نرم‌افزارهای تخصصی مورد استفاده در حوزه مهندسی ژنتیک را بررسی کنیم. این نرم‌افزارها شامل موارد زیر می‌شوند:

• CLC DNA Workbench
• GeneMapper
• Onyx
• CLC Protein Workbench
• SilicoCyte
• SHERLOCK

بهترین دانشگاه های دنیا برای تحصیل در رشته مهندسی ژنتیک

با توجه به اهمیت و کاربرد‌های بسیار حیاتی و مفید مهندسی ژنتیک، کشورهای مختلف در تلاش برای رسیدن به جایگاه برتر در این حوزه علمی هستند. برای این منظور، دانشگاه‌های برجسته در سراسر جهان به تدریس و تحقیق در زمینه مهندسی ژنتیک می‌پردازند. در این بخش از مقاله، می‌خواهیم ۱۵ دانشگاه برتر جهان برای تحصیل در رشته مهندسی ژنتیک را به شما معرفی کنیم. این دانشگاه‌ها عبارتند از:

۱) دانشگاه هاروارد (Harvard University) در آمریکا
۲) دانشگاه استنفورد (Stanford University) در آمریکا
۳) دانشگاه کمبریج (University of Cambridge) در انگلستان
۴) دانشگاه آکسفورد (University of Oxford) در انگلستان
۵) دانشگاه توکیو (University of Tokyo) در ژاپن
۶) دانشگاه تورنتو (University of Toronto) در کانادا
۷) دانشگاه جانز هاپکینز (Johns Hopkins University) در آمریکا
۸) دانشگاه کیوتو (Kyoto University) در ژاپن
۹) دانشگاه کالج لندن (University College London) در انگلستان
۱۰) دانشگاه ایمپریال کالج لندن (Imperial College London) در انگلستان
۱۱) دانشگاه مک‌گیل (McGill University) در کانادا
۱۲) دانشگاه کارولینسکا (Karolinska Institute) در سوئد
۱۳) دانشگاه کوئینزلند (University of Queensland) در استرالیا
۱۴) دانشگاه مونیخ (University of Munich) در آلمان
۱۵) دانشگاه کپنهاگ (University of Copenhagen) در دانمارک

چگونه مهندس ژنتیک شویم؟

مراحل تبدیل شدن به یک مهندس ژنتیک عبارتند از:

۱. کسب مدرک لیسانس:
برای شغل مهندس ژنتیک، حداقل نیاز است که مدرک لیسانس را دریافت کنید. بسیاری از مهندسان ژنتیک دارای مدرک فوق لیسانس هستند، اما مدرک لیسانس به شما اصول اولیه مورد نیاز را آموزش می‌دهد و امکان انجام کارهای پایه در این حوزه را به شما می‌دهد. رشته‌های مرتبط می‌توانند شامل ژنتیک مولکولی، بیوفیزیک، زیست‌شناسی مولکولی، ژنتیک، بیوتکنولوژی، مهندسی ژنتیک و مهندسی زیستی باشند.

۲. کارآموزی:
اگر مطمئن نیستید که به طور دقیق در کدام زمینه از مهندسی ژنتیک می‌خواهید کار کنید، به خصوص در زمینه انسان، حیوان و گیاه، یک دوره کارآموزی مفید خواهد بود. کارآموزی می‌تواند به شما کمک کند تا کشف کنید در ژنتیک کدام حوزه می‌خواهید فعالیت کنید و همچنین تجربه‌ای در این صنعت به شما بخشیده و فرصت‌های شبکه‌سازی با همکاران و متخصصان فعال در این زمینه را فراهم کند که ممکن است در یافتن شغل به شما کمک کنند.

۳. عضویت در یک سازمان حرفه‌ای:
می‌توانید به یک سازمان حرفه‌ای عضو شوید تا از فرصت‌ها و منابع شبکه‌سازی برای یادگیری بیشتر در زمینه تخصصی خود بهره‌برداری کنید. برخی از سازمان‌های حرفه‌ای شامل شرکت‌های دانش بنیان، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، انجمن زیست‌شناسان ایران و انجمن اتحاد زیست‌شناسان می‌باشند.