باب 01 تعارف

بیوٹیکنالوجی، یہ اصطلاح دو الفاظ ‘بائیو’ اور ‘ٹیکنالوجی’ کا مجموعہ ہے، ‘بائیو’ کا مطلب حیاتیاتی نظام یا عمل، اور ‘ٹیکنالوجی’ سے مراد وہ طریقے، نظام اور آلات ہیں جو ان حیاتیاتی نظاموں سے مفید مصنوعات بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ اس طرح، بیوٹیکنالوجی مختلف ٹیکنالوجیوں کی طرف اشارہ کرتی ہے جو زندہ خلیات اور/یا حیاتیاتی مالیکیولز کا استعمال کر کے انسانیت کے فائدے کے لیے مفید مصنوعات پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

انسان بیوٹیکنالوجی کا استعمال قدیم زمانے سے کرتا آ رہا ہے۔ پیلیتھولک دور میں بھیڑ اور مویشیوں کی افزائش سے لے کر، قدیم مصری کسانوں کی طرف سے پودوں کے ذخیرے کی حفاظت (قدیم جرمن پلازم کی حفاظت)، روٹی، پنیر اور شراب بنانے کی ابتدائی تخمیر ٹیکنالوجی تک۔ تاہم، جدید بیوٹیکنالوجی ایک بین الصوبائی مضمون ہے جس میں سیل اور مالیکیولر بائیولوجی، مائکروبائیولوجی، جینیات، ایناتومی اور فزیالوجی، بائیو کیمسٹری، کمپیوٹر سائنس اور ری کمبیننٹ ڈی این اے ٹیکنالوجی (rDNA ٹیکنالوجی) جیسے مختلف علوم کے درمیان علم کی اشتراک شامل ہے۔

یہ باب بیوٹیکنالوجی کے طریقوں کی تاریخ اور جدید تصورات کی ترقی پر تفصیل سے روشنی ڈالے گا؛ طب، زراعت، خوراک اور ماحولیاتی تحفظ کے میدان میں بیوٹیکنالوجی کے اہم اطلاقات کے ساتھ ساتھ بھارتی بیوٹیکنالوجی شعبے کی موجودہ صورتحال۔

1.1 تاریخی نقطہ نظر

قدیم بیوٹیکنالوجی کا آغاز پیلیتھولک دور میں، تقریباً 10,000 سال پہلے ہو گیا تھا، جب ابتدائی کسانوں نے گندم اور جئی جیسی فصلوں کی کاشت شروع کی۔ افریقہ کے صحرا علاقے میں موجود تہذیبیں کامیابی کے ساتھ بھیڑ، بکری اور مویشیوں کو افزائش دے رہی تھیں، اور شکار اور آگ کے ممکنہ استعمال کے طریقوں سے واقف تھیں۔ لوگ جنگلی پودوں کے بیج جمع کر کے کاشت کے لیے استعمال کرتے تھے اور ان کے ارد گرد رہنے والے کچھ جنگلی جانوروں کی اقسام کو افزائش دیتے تھے، جو اب ‘سلیکٹیو برڈنگ’ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ تاہم، قرون وسطیٰ میں بیوٹیکنالوجی کی سب سے کلاسیکی مثال تخمیر ٹیکنالوجی کا استعمال ہے جس کے ذریعے روٹی، پنیر، شراب اور بیئر تیار کی جاتی تھی۔

سائنس اور روایتی علم ہمیشہ سے فائدہ مند نتائج پیدا کرنے کے لیے ساتھ ساتھ چلتے آ رہے ہیں۔ بھارتی روایتی طب اور بیوٹیکنالوجی کے علم کو دستاویز کرنے اور استعمال کرنے کے لیے زیادہ کوششیں کی جا رہی ہیں۔ قدیم بھارت کے لوگوں کو اپنے ماحول اور پودوں اور جانوروں کی خصوصیات کا بے پناہ علم تھا۔ دہی، اڈلی، کینما اور مقامی حیاتیاتی وسائل کا استعمال کر کے مشروبات بنانے جیسی خمیر شدہ خوراک بنانے کا عمل قرون وسطیٰ کے بھارت میں عام تھا۔ دہی (dahi) بنانے میں روایتی بھارتی علم کی اہمیت کو امریکہ کے پیٹنٹ ڈیٹا بیس میں موجود چند پیٹنٹس میں اشارہ کیا گیا ہے۔ دہی کی تیاری کو خانہ 1 میں دیا گیا ہے۔

تخمیر کو ایک مائکروبیل عمل کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جس میں انزائمی طور پر کنٹرول شدہ عضوی مرکبات کی تبدیلی ہوتی ہے۔ تخمیر کو سالوں سے عملی طور پر کیا جاتا رہا ہے بغیر اس کے کہ اس میں شامل عمل کے بارے میں کوئی حقیقی علم ہو۔ خمیری آٹا حادثاتی طور پر دریافت ہوا تھا جب آٹا کو فوراً نہیں پکایا گیا اور نتیجتاً اس میں خمیر جیسے Saccharomyces winlocki نے تخمیر کی۔ مصر اور میسوپوٹیمیا نے یونان اور روم کو روٹی برآمد کی۔ تکنیک کو بہتر بنانے کی کوششوں میں، رومیوں نے بیکر کا خمیر دریافت کیا، جس نے پھر روٹی بنانے کی ٹیکنالوجی میں انقلاب برپا کیا۔

چینی 4000 قبل مسیح سے تخمیر ٹیکنالوجی کا استعمال کر رہے تھے، اپنی روایتی خوراک جیسے سویا ساس اور خمیر شدہ سبزیوں کی پیداوار کے لیے۔ سرکہ کی پیداوار مصریوں کو 2000 قبل مسیح سے معلوم تھی، جو کچل کھجوروں کو زیادہ وقت تک محفوظ رکھ کر تیار کیا جاتا تھا۔ جانوروں کی خوراک کو خشک کرنے، دھواں دینے اور نمکین پانی میں اچار بنانے کا فن پہلے سے ہی مشرق اور یورپ میں مقبول تھا۔

بیئر بنانے کا آغاز 6000 اور 5000 قبل مسیح کے درمیان ہو سکتا ہے، جو جوار، مکئی، چاول، باجرہ اور گندم جیریل اناج کا استعمال کر کے کی جاتی تھی۔ برونگ کو چودہویں صدی عیسوی تک ایک فن سمجھا جاتا تھا۔ تاہم، ابتدائی برونگ کرنے والوں کو تخمیر کی مائکروبیل بنیاد کے بارے میں کوئی عملی علم نہیں تھا۔ شراب شاید حادثاتی طور پر بنی تھی، جب انگور کا رس خمیر اور دیگر مائکروبز سے آلودہ ہو گیا۔ 1850s اور 1860s کے درمیان، لوئی پاسچر نے یہ قائم کیا کہ خمیر اور دیگر مائکروبز تخمیر کے ذمہ دار ہیں۔

انیسویں صدی نے گلیسرول، ایسیٹون، بیوٹینول، لیکٹک ایسڈ، سٹرک ایسڈ وغیرہ جیسی تخمیر پر مبنی مصنوعات کی پیداوار میں اضافہ دیکھا۔ صنعتی تخمیر پہلی جنگ عظیم کے دوران قائم کی گئی تھی کیونکہ جرمنی کو دھماکوں کے لیے بڑی مقدار میں گلیسرول کی ضرورت تھی۔ 1940 کے دہائی تک، جراثیم سے پاک رکھنے کے طریقوں، ہوا کی آمد و رفت کے طریقوں، مصنوعات کی علیحدگی اور صفائی میں نمایاں بہتری کی گئی۔ دوسری جنگ عظیم جدید فرمنٹر (تخمیر کے لیے استعمال ہونے والے برتن)، جسے بائیوریاکٹر بھی کہا جاتا ہے، کی ایجاد کا محرک تھی، جو اینٹی بائیوٹک پینسلین کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے تھا۔ آج، اینٹی بائیوٹکس، امینو ایسڈز، ہارمونز، رنگ اور یہاں تک کہ انزائم بھی صنعتی بائیوریاکٹر کے کنٹرول شدہ ماحول میں انتہائی درستگی سے پیدا کیے جاتے ہیں۔

جدید بیوٹیکنالوجی کی بنیادیں اٹھارہویں اور انیسویں صدیوں کے دوران سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ رکھی گئیں۔ اس طرح پہلے کمپاؤنڈ مائیکروسکوپ کی آمد کے ساتھ، جو 1590 میں ڈچ چشمہ ساز زیکاریاز جانسن نے بنایا تھا، جس میں تقریباً $3 \times-9 \times$ کا زوم تھا، نے انسانوں کو وہ چیزیں دیکھنے کے قابل بنایا جو ننگی آنکھ سے دیکھی نہیں جا سکتیں۔

1665 میں، رابرٹ ہک، ایک طبیعیات دان نے باریک کاٹے گئے کارک کا معائنہ کیا اور مستطیل شکل کے اجزاء کی تصویریں بنائیں، جنہیں اس نے cellulae (لاطینی میں ‘چھوٹے کمرے’) کہا۔ 1676 میں، اینٹونی وان لیون ہوک، ایک ڈک دکاندار نے پونڈ کے پانی میں زندہ جاندار دیکھے اور انہیں ‘animalcules’ کہا۔ اٹھارہویں صدی کے دوران، جرمن حیاتیات دانوں میتھیاس شلائیڈن اور تھیوڈور شوان نے سیل تھیوری تیار کی، جنہوں نے یہ طے کیا کہ تمام پودوں اور جانوروں کے ٹشوز خلیات پر مشتمل ہوتے ہیں۔ 1858 میں، رڈولف ورچو، ایک جرمن پیتھالوجسٹ نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ ‘تمام خلیات پہلے سے موجود خلیات سے پیدا ہوتے ہیں’ اور خلیہ زندگی کی بنیادی اکائی ہے۔

1850 اور 1880 کے درمیان، پاسچر نے پاسچرائزیشن کا عمل تیار کیا۔ 1860 تک، اس نے یہ بھی نتیجہ اخذ کیا کہ جانداروں کی خود سے پیدا ہونے والی نسل نہیں ہوتی، یہ ثابت کر کے کہ ‘تمام خلیات پہلے سے موجود خلیات سے پیدا ہوتے ہیں’۔ 1896 میں ایڈورڈ بوخنر نے خمیر کے عرق کا استعمال کر کے چینی کو ایتھائل الکحل میں تبدیل کیا، یہ دکھایا کہ بائیو کیمیکل تبدیلیاں خلیات کے استعمال کے بغیر ہو سکتی ہیں۔ 1920s اور 1930s کے دوران، بہت سے اہم میٹابولک پاتھویز کی بائیو کیمیکل ردعمل قائم کی گئیں۔

جینیات اور وراثت کے اصول ایک آسٹرین راہب گریگور مینڈل نے 1857 سے شروع کر کے تیار کیے، جب اس نے مٹر کے پودوں کو کراس پولی نیشن کیا تاکہ پنکھڑی کا رنگ، بیج کا رنگ، اور بیج کی بناوٹ جیسی خصوصیات کا جائزہ لیا جا سکے۔ 1869 میں، جون فریڈرک میشر، ایک

سوئس بائیو کیمسٹ نے ایک مادہ علیحدہ کیا جسے اس نے نکلئن کہا، جو سفید خون کے خلیات کے نکلئ سے حاصل کیا گیا تھا۔ مادہ میں نکلیک ایسڈز شامل تھے۔ 1882 میں، جرمن سائٹالوجسٹ والٹر فلیمنگ نے دھاگے جیسے جسم کی وضاحت کی جو سیل ڈویژن کے دوران نظر آتے تھے، نیز اس مادے کی برابر تقسیم بیٹی خلیات میں۔ یہ دھاگے جیسے جسم دراصل میٹوسس کے دوران دو بیٹی خلیات میں تقسیم ہونے والے کروموسومز تھے۔

بیسویں صدی کے دوران بہت سے انقلابی تجربات کیے گئے جنہوں نے جین اور کروموسوم کی نوعیت کو قائم کیا، سب سے اہم 1952 میں الفریڈ ہرشی اور مارتا چیز کے کلاسیکل تجربے کے ذریعے ڈی این اے کو جینیاتی مادہ کی شناخت تھی۔ جیمز واٹسن اور فرانسس کِک نے 1953 میں ڈی این اے کی ڈبل ہیلیکل ساخت پیش کی۔ اس کے بعد بہت سے تجربات کیے گئے جنہوں نے یہ طے کیا کہ جین میں موجود معلومات کو کیسے استعمال کیا جاتا ہے، جیسے ڈی این اے ریپلیکیشن میں شامل انزائموں میں ہیرا پھیری، اور ڈی این اے کی مرمت۔

جدید بیوٹیکنالوجی rDNA ٹیکنالوجی پر مبنی ہے جس نے سائنس دانوں کو مختلف ڈی این اے کے ٹکڑوں کو کاٹنے اور جوڑنے، اور نئے ری کمبیننٹ (Chimeric/ hybrid) ڈی این اے کو نئے میزبان میں رکھنے کی اجازت دی ہے (شکل 1.1)۔ یہ ایک جاندار سے دوسرے جاندار میں جینز کی منتقلی کی اجازت دیتا ہے جو ایک نئی خصوصیت عطا کرتا ہے۔ اس نے بیوٹیکنالوجی کے قدیم عمل کو اس کی شناخت کے حوالے سے انقلاب بخش دیا ہے )

شکل 1.1: جدید بیوٹیکنالوجی کا جائزہ درستگی اور کارکردگی کے ساتھ لامحدود امکانات۔ rDNA ٹیکنالوجی کے آغاز سے، بیوٹیکنالوجی زیادہ جدید ہو گئی ہے اور طب، زراعت، جانور سائنس اور ماحولیاتی سائنس میں ترقی کی قیادت کی ہے۔ جدید بیوٹیکنالوجی کی بین الصوبائی نوعیت اور اس کے اطلاق کے شعبے شکل 1.2 اور جدول 1.1 میں دیے گئے ہیں۔

جدول 1.1: بیوٹیکنالوجی کے تحت آنے والے شعبوں کے کچھ عام نام


نیلی بیوٹیکنالوجی	سمندری اور میٹھے پانی کے جانداروں کے لیے بیوٹیکنالوجی کا اطلاق، جو سی فوڈ کی فراہمی میں اضافہ، خطرناک پانی میں پیدا ہونے والے جانداروں کی افزائش کی نگرانی، اور نئی ادویات کی تیاری کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
سبز بیوٹیکنالوجی	ماحول دوست حل کے لیے پودوں میں بیوٹیکنالوجی کا اطلاق جیسے غذائی معیار، مقدار اور ماحول دوست مصنوعات کی پیداوار کو بہتر بنانا۔ بہتر خصوصیات کے ساتھ ٹرانسجینک پودے سبز بیوٹیکنالوجی کی مثالیں ہیں۔
سرخ بیوٹیکنالوجی	طبی بیوٹیکنالوجی جو دوا ساز مصنوعات جیسے انسولین، انزائم، اینٹی بائیوٹک اور ویکسین تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔
سفید بیوٹیکنالوجی	صنعتی عمل اور دیگر پیداواری عمل کو بہتر بنانے کے لیے بیوٹیکنالوجی کا اطلاق۔ قیمتی کیمیکل کی پیداوار کے لیے ماحول دوست طریقے سے صنعتی کیٹالسٹ کے طور پر انزائم کا استعمال۔

1.2 جدید بیوٹیکنالوجی کے اطلاقات

rDNA ٹیکنالوجی پر مبنی جدید بیوٹیکنالوجی، اطلاقات کی ایک وسیع رینج ظاہر کرتی ہے۔ بیوٹیکنالوجی کے وسیع اطلاقی شعبوں میں دواسازی اور علاج تحقیق، بیماری کی تشخیص، فصل کی بہتری، سبزی کا تیل، بائیوفیولز، اور ماحول دوست مصنوعات کی ترقی (مثال کے طور پر بائیوڈیگرڈیبل پلاسٹک) شامل ہیں۔ بیوٹیکنالوجی کے کامیاب اطلاق کی کچھ کلاسیکی مثالیں شکل 1.3 میں فراہم کی گئی ہیں۔ اس طرح، جدید بیوٹیکنالوجی کے اطلاقات بنیادی طور پر درج ذیل اہم شعبوں پر توجہ مرکوز کرتے ہیں:

طب اور صحت کی دیکھ بھال
فصل کی پیداوار اور زراعت
خوراک کی پروسیسنگ
ماحولیاتی تحفظ

شکل 1.3: بیوٹیکنالوجی کے کامیاب اطلاقات کی کچھ کلاسیکی مثالیں

1.2.1 طب اور صحت کی دیکھ بھال

طب کے میدان میں بیوٹیکنالوجی کی تکنیکیں تشخیص کے لیے استعمال ہوتی ہیں، تشخیصی آلات اور کٹس کی ترقی کے ذریعے، جو مخصوص مالیکیولز اور سیلولر اجزاء کی شناخت میں مددگار ثابت ہوتے ہیں جو بیماری کی حالت میں ظاہر ہوتے ہیں۔ rDNA ٹیکنالوجی، بائیو انفارمیٹکس کے آلات، جدید آلات اور بائیو پروسیس ٹیکنالوجیز کا استعمال کر کے، مصنوعی ادویات کے متبادل کی پیش گوئی کی جا سکتی ہے اور ممکنہ طور پر تیار کیے جا سکتے ہیں، جو بیماری کے علاج میں بہتری ظاہر کر سکتے ہیں۔ ویکسین کی پیداوار اور جین تھراپی بھی طب کے میدان میں بیوٹیکنالوجی کے اہم اطلاقات ہیں۔ جدید بیوٹیکنالوجی کے طب کے میدان میں کچھ اہم اطلاقات درج ذیل ہیں:

اہم علاج بخش مالیکیولز کی پیداوار: rDNA ٹیکنالوجی کو کامیابی کے ساتھ علاج بخش قدر رکھنے والی بائیو فارماسیوٹیکلز کی ترقی کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ مختلف پروٹین مالیکیولز جو دوا کے طور پر کام کر سکتے ہیں، کو ہٹروالوجس سسٹمز جیسے مائکرو ارگنزم، پودے (اگلے حصے میں وضاحت شدہ ٹرانسجینک پودے) وغیرہ میں ظاہر کیا جا رہا ہے۔

rDNA ٹیکنالوجی کا استعمال کر کے ایک بڑی تعداد میں علاج بخش مصنوعات جن میں اینٹی بائیوٹکس اور ہارمونز شامل ہیں، پیدا کی گئی ہیں جو مارکیٹ میں دستیاب ہیں۔ rDNA ٹیکنالوجی کا استعمال کر کے تیار کردہ علاج بخش پروٹین کی ایک عام مثال انسولین ہے، جو ذیابیطس کے علاج کے لیے استعمال ہوتی ہے، ایک ایسی بیماری جس میں خون میں شکر کی سطح بڑھ جاتی ہے۔ یہ انسانی پروٹین کو ہٹروالوجس سسٹم جیسے Escherichia coli میں ظاہر کرنے کی ایک کلاسیکی مثال ہے۔ فی الحال، انسولین کو بنیادی طور پر E. coli اور Saccharomyces cerevisiae میں پیدا کیا جا رہا ہے۔ انسانی گروتھ ہارمون ایک اور مثال ہے جس میں مطلوبہ پروٹین کو مختلف مائکروبیل میزبان نظام میں rDNA ٹیکنالوجی کے ذریعے کامیابی کے ساتھ پیدا کیا گیا ہے۔ بہت سے انسانی پروٹینز کو ٹرانسجینک بھیڑ اور بکری کے دودھ میں بھی ظاہر کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، امریکہ کی فوڈ اینڈ ڈرگ ایڈمنسٹریشن (FDA) نے انسانی استعمال کے لیے ٹرانسجینک بکریوں کے دودھ میں خون کے مخالف جمنے والے مادہ کی پیداوار کی منظوری دی ہے۔

فی الحال، سائنس دان ایسی ادویات تیار کرنے کی کوشش کر رہے ہیں جو ہیپاٹائٹس، کینسر اور دل کی بیماریوں جیسی بیماریوں کے خلاف ہوں، جو انسانی اموات کے اہم اسباب ہیں۔

جین تھراپی: یہ ٹیکنالوجی ایسی بیماریوں کے علاج میں سب سے زیادہ مددگار ہے جو جین کی خرابی کی وجہ سے ہوتی ہیں جیسے سسٹک فائبروسس، تھیلیسیمیا، پارکنسن کی بیماری وغیرہ۔ 1972 میں تصور کیا گیا، جین تھراپی میں مریض کے سیل میں مطلوبہ جین کو بطور دوا پہنچانا شامل ہوتا ہے تاکہ بیماری کا علاج کیا جا سکے، تاکہ خراب جین کی جگہ لے سکے۔ پہلا اقدام، اگرچہ ناکام، 1980 میں مارتن کلائن نے $\beta$-تھیلیسیمیا کے علاج کے لیے کیا تھا۔ جین تھراپی کی پہلی کامیاب رپورٹ 1990 میں حاصل ہوئی جب اشانتی ڈی سیلوا کو ایڈینوسین ڈی ایمینینز کی کمی [جسے ایڈینوسین ڈی ایمینینز سویئر کمبائنڈ امونوڈیفیشینسی (ADA-SCID) بھی کہا جاتا ہے] کے علاج کے لیے علاج کیا گیا، جو ایک آٹوسومل رسیسی میٹابولک خرابی ہے جو قوت مدافعت کی کمی کا باعث بنتی ہے۔ روس نے 2011 میں نیوواسکولجین کو محیط رگ کی بیماری کے لیے پہلی کلاس جین تھراپی کے طور پر منظور کیا۔

چین نے 2003 میں کینسر کے علاج کے لیے پہلا کمرشل جین تھراپی پروڈکٹ گینڈیسین منظور کیا۔

جینیاتی جانچ: یہ ایک قسم کی طبی جانچ ہے جو کسی فرد کی جینیاتی ساخت میں خرابیوں کی شناخت میں مدد دیتی ہے جیسے جین اور پروٹین کے اظہار میں کروموسومل خرابیاں۔ یہ کسی مخصوص خرابی کے پیدا ہونے یا منتقل کرنے کے امکانات کا تعین کرنے میں مدد دیتی ہے۔ سیکڑوں جینیاتی جانچیں فی الحال استعمال میں ہیں اور بہت سی تیار کی جا رہی ہیں۔ مثال کے طور پر، فینائل کیٹون یوریا (مریضوں میں وہ انزائم نہیں ہوتا جو امینو ایسڈ فینائل ایلانین کو پروسیس کرنے کے لیے درکار ہوتا ہے، جو نارمل گروتھ کے لیے ذمہ دار ہے) اور کانجنٹیل ہائپوتھائرائیڈزم (تھائرائیڈ غدہ کی خرابی) کے لیے جینیاتی جانچیں تیار کی گئی ہیں۔

1.2.2 فصل کی پیداوار اور زراعت

بیوٹیکنالوجی نے اہم فصلوں کی جینیاتی ہیرا پھیری کو آسان بناتے ہوئے، حیاتیاتی اور غیر حیاتیاتی تناؤ کے خلاف مزاحمت رکھنے والے پودوں، اور خوراک کے بہتر معیار کے مصنوعات کو غذائیت اور زیادہ شیلف لائف کے لحاظ سے ترقی دینے میں زراعت میں انقلابی کردار ادا کیا ہے۔ فصل کی بہتری کے لیے استعمال ہونے والے پانچ اہم خصوصیات کیڑے کی مزاحمت، ہربسائیڈ مزاحمت، وائرس مزاحمت، پھل کی پکنے میں تاخیر اور غذائی بہتری ہیں۔ اس طرح، ان بہتر خصوصیات کو رکھنے والے ٹرانسجینک پودے (جینیاتی طور پر تبدیل شدہ جاندار؛ GMOs) زراعت میں بیوٹیکنالوجی کے اطلاق کی اچھی مثالیں ہیں۔

بیوٹیکنالوجی کی کامیاب کہانیوں کی کچھ مثالیں درج ذیل ہیں:

فصل کی بہتری کے لیے بیوٹیکنالوجی

rDNA ٹیکنالوجی پر مبنی بیوٹیکنالوجی کی فصل کی بہتری میں بے پناہ اطلاقات ہیں۔ اگرچہ روایتی پودوں کی افزائش کی تکنیکوں نے بہتر اقسام کی ترقی میں قابل ذکر پیش رفت کی ہے، لیکن وہ خوراک، سبزیوں اور پھلوں کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ ساتھ قدم نہیں رکھ سکے۔ rDNA ٹیکنالوجی کے استعمال نے پیتھوجنز، نمک، سردی، ہربسائیڈ وغیرہ کے خلاف مزاحمت ظاہر کرنے والی ایک بڑی تعداد میں ٹرانسجینک پودوں کی ترقی میں کامیابی سے مدد دی ہے۔ ان ٹرانسجینک پودوں میں، مفید جینز کو پودے کے جینوم میں مضبوطی سے شامل کیا گیا ہے جس کے نتیجے میں ہدف جین پروڈکٹ کا مضبوط اظہار ہوا ہے۔
حیاتیاتی تناؤ کی مزاحمت والے زمرے میں، مثال کے طور پر، وائرس کے خلاف مزاحمت والے پودوں میں وائرس کا کوٹ پروٹین جین ہوتا ہے جو زیادہ پیدا ہوتا ہے جو وائرس کو میزبان سیل میں افزائش سے روکتا ہے۔ کوٹ پروٹین جینز ان پودوں میں بہت سے وائرسز جیسے پیپایا رنگ اسپاٹ وائرس، کیوکمبر موزیک وائرس، ٹوبیکو ریٹل وائرس، اور آلو وائرس کے خلاف مزاحمت میں ملوث ہیں۔
کیڑے کے پیتھوجنز سے فصل کا نقصان بھی کسانوں کے لیے تباہ کن مالی نقصان کا باعث بنتا ہے اور ترقی پذیر ممالک میں بھوک کا باعث بن سکتا ہے۔ کیمیکل پیسٹسائیڈز چھڑکنا مہنگا ہے اور یہ ممکنہ صحت کے خطرات کا باعث بنتا ہے اور ماحول کو بھی آلودہ کر سکتا ہے۔ کیڑے کے پیتھوجن کے خلاف مزاحمت رکھنے والے جینیاتی طور پر تبدیل شدہ پودے rDNA ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کیے گئے ہیں۔ یہ پودے کیمیکل پیسٹسائیڈز کے اطلاق کو کم یا ختم کرنے میں مدد دیتے ہیں۔ ایک عام مثال Bt کپاس ہے۔ Bt ایک زہریلا پروٹین Cry $1 \mathrm{~A}(\mathrm{~b})$ ہے، جو ایک مٹی کے بیکٹیریا Bacillus thuringiensis سے حاصل کیا گیا ہے، جو مکھیوں اور تتلیوں کے لاروی، بھنوروں، کپاس کے بول وارم اور کیٹرپیلر کے خلاف انسیکٹسائیڈل سرگرمی دکھاتا ہے لیکن ہمیں نقصان نہیں پہنچاتا۔ اس طرح، Bt ٹاکسن کے لیے کوڈنگ کرنے والا جین کپاس میں منتقل اور ظاہر کیا گیا ہے۔ یہ ٹرانسجینک کپاس کے پودے Bt ٹاکسن کو انسیکٹسائیڈ کے طور پر ظاہر کرتے ہیں (شکل 1.3(A))۔ Bt کپاس کے مشابہ، دیگر پودوں میں بھی شامل ہیں جن میں بینگن، مکئی (مکئی)، آلو، سویا بین، ٹماٹر، تمباکو شامل ہیں جن میں Bt ٹاکسن ظاہر کیا گیا ہے۔

شکل . 1.3: کچھ GM پودوں کی مثالیں: (A) Bt Cotton

غیر حیاتیاتی تناؤ کے خلاف مزاحمت والے پودوں میں، ٹوبیکو پودوں میں سردی کے خلاف مزاحمت کو Arabidopsis سے گلیسرول-1-فاسفیٹ ایسیل-ٹرانسفراز انزائم کے لیے جین متعارف کروا کر شامل کیا گیا ہے۔ اسی طرح، Roundup-ready سویابین (ٹرانسجینک/GM سویابین) تیار کی گئی ہیں جو ہربسائیڈ glyphosate سے متاثر نہیں ہوتیں، اور اس لیے مسابقت رکھنے والے جڑی بوٹیوں کو انتخابی طور پر مارنے کے لیے اطلاق کیا جا سکتا ہے۔
معیار کی بہتری کے زمرے میں، ایک کلاسیکی مثال Flavr Savr ٹماٹر کی ترقی ہے۔ ان ٹماٹروں میں پکنے میں تاخیر کی وجہ سے شیلف لائف بڑھ جاتی ہے (شکل 1.3(B))۔

شکل . 1.3: کچھ GM پودوں کی مثالیں: (B) Flavr Savr Tomato

مختلف خوراکی فصلوں کی غذائی معیار کو بہتر بنانے کے لیے بائیوٹیکنالوجیکل آلات کا بھی وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ ایک کلاسیکی مثال گولڈن رائس ہے، جس میں بیٹا کیروٹین کی زیادہ مقدار ہوتی ہے (انسانی جسم میں وٹامن A کی پیداوار کے لیے پیش خوراک) (شکل 1.3(C))۔ نام ٹرانسجینک اناج کے رنگ سے آیا ہے جو بیٹا کیروٹین کی زیادہ مقدار کی وجہ سے سنہری رنگت کا باعث ہے۔

شکل . 1.3: GM پودوں کی کچھ مثالیں: (C) Golden rice

پلانٹ ٹشو کلچر کی تکنیک، یعنی پودوں کے خلیات یا ٹشوز کو مطلوبہ غذائی اجزاء سے لیس مصنوعی میڈیم میں کاشت کرنا، میں کلونل پرپگیشن (اصل کے مطابق یا مشابہ) کے لیے بہت سے اطلاقات ہیں جو روایتی افزائش کے طریقوں سے مشکل ہو سکتے ہیں۔ بہت سے خشک زمین کے لیگیوم اقسام کو کوٹیلیڈن، ہائپوکوٹائل، پتی، بیضہ دان، پروٹوپلاسٹ، پیٹائول جڑ، اینتھر وغیرہ کی کلچر سے کامیابی کے ساتھ دوبارہ پیدا کیا گیا ہے۔ اینتھر/ پولن کلچر کے ذریعے ہیپلائیڈ پیداوار کو فصل کی بہتری میں ایک اور اہم شعبہ تسلیم کیا جاتا ہے۔ باغیاتی فصلوں یا مستقل پودوں کے ساتھ مشکل بیج رکھنے والے یا ہمیشہ سبز پودوں کو پلانٹ سیل کلچر کے ذریعے محفوظ رکھا جا سکتا ہے، جو ایک بڑی عملی اہمیت رکھتا ہے۔ ان تکنیکوں کو متعدد باغیاتی فصلوں میں کامیابی کے ساتھ دکھایا گیا ہے اور اب دنیا بھر میں مختلف جرمن پلازم کلیکشن مراکز موجود ہیں۔

علاج بخش اظہار کے نظام کے طور پر ٹرانسجینک پودے

پودوں کو بھی ہٹروالوجس نظام کے طور پر علاج بخش مالیکیول کے اظہار کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں rDNA ٹیکنالوجی کا استعمال کر کے مطلوبہ جین(ز) کو پودے میں ظاہر کیا جاتا ہے۔ ایک مثال جانوروں کے استعمال کے لیے خاص طور پر اینٹی بائیوٹک کی پیداوار ہے اسٹاک فیڈ پودوں میں۔ اسٹاک فیڈ پودے وہ پودوں کی اقسام ہیں جو مویشیوں اور مویشیوں کو خوراک کے طور پر دی جا سکتی ہیں۔ اس طرح کے اسٹاک فیڈ کی مثالیں بانس، سٹرونیلا، اینڈروپوگون، فاکسٹیل ملیٹ، گندم کی گھاس، چاول کی بھوسی وغیرہ ہیں۔ مطلوبہ اینٹی بائیوٹک کو مستحکم طور پر ظاہر کرنے کے قابل اسٹاک فیڈ کو براہ راست جانوروں کو کھلایا جا سکتا ہے۔ یہ تکنیک روایتی اینٹی بائیوٹک پیداوار اور انتظام سے کم مہنگی ہے۔ تاہم، اس عمل سے بہت سے بائیو ایتھیکل مسائل پیدا ہوتے ہیں، خاص طور پر انسانی استعمال کے میدان میں، کیونکہ اینٹی بائیوٹک کے زیادہ استعمال کی وجہ سے ادویات کے خلاف مزاحم بیکٹیریل اقسام کی ترقی ممکن ہے۔

اسی طرح، کھانے کے قابل پودوں میں پیتھوجن سے اینٹی جینک پروٹین کو ظاہر کر کے کھانے کے قابل ویکسین کی پیداوار کے لیے ٹرانسجینک پودے تیار کیے گئے ہیں، ایک ایسی شکل میں جو اس کی امونو جینسٹی برقرار رکھے گی۔ توقع کی جاتی ہے کہ افراد کو صرف ایسے ٹرانسجینک پودے کھا کر حفاظتی ٹیکہ لگایا جا سکتا ہے۔ میڈلز، ہیضہ، نورفوک وائرس وغیرہ کے خلاف آلو پر مبنی ویکسین، سخت کلینکل ٹرائلز میں ہیں۔

بائیوفیولز

ان کی پیداوار کو بھی بیوٹیکنالوجی کے ذریعے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ یہ بائیولوجیکل عمل کے ذریعے پیدا کیے جاتے ہیں نہ کہ جیولوجیکل عمل جیسے کوئلہ اور پیٹرولیم کے ذریعے۔ بائیوفیولز کو براہ راست پودوں سے حاصل کیا جا سکتا ہے، یا بالواسطہ زرعی، تجارتی اور صنعتی فضلات سے۔ بنیادی طور پر، یہ بائیو ماس کی پیداوار ہے جو مختلف طریقوں جیسے تھرمل کنورژن، کیمیکل کنورژن، اور بائیو کیمیکل کنورژن کے ذریعے آسان توانائی رکھنے والے مادوں میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ یہ بائیو ماس کنورژن ایندھن پیدا کر سکتا ہے جو ٹھوس، مائع، یا گیس کی شکل میں ہو۔ اہم اقسام بائیو ایتھینول یا بائیولوجیکل طریقے سے پیدا ہونے والے الکحل ہیں جو شوگر اور نشاستہ کو مائکرو ارگنزم کے ذریعے تخمیر کر کے پیدا کیے جاتے ہیں۔ Bio-butanol، ایک بائیوفیول، اکثر پٹرول کی براہ راست جگہ لے سکتا ہے۔ بائیوڈیزل یورپ میں سب سے عام بائیوفیول ہے، جو تیل یا چکنائی سے ٹرانس-ایسٹر فکیشن کے ذریعے پیدا کیا جاتا ہے۔ بائیوڈیزل کے فیڈ اسٹاک میں جانور کی چکنائی، سبزی کے تیل، سویا، رپ سیڈ، Jatropha، بھنگ وغیرہ شامل ہیں۔ دیگر مثالیں bio-ethers اور biogas ہیں۔

سیلولوز رکھنے والے عضوی مادوں سے بائیوفیولز پیدا کرنے کے لیے پہلی کمرشل پیمانے کی پلانٹس نے امریکہ میں کام شروع کر دیا ہے۔ ایشیا اور افریقہ کے ان حصوں میں جہاں خشک زمینیں پائی جاتی ہیں، میٹھا جوار کو خوراک، فیڈ اور ایندھن کے ممکنہ ذریعے کے طور پر جانچا جا رہا ہے۔ چونکہ فصل بہت کم پانی استعمال کرتی ہے، اس لیے یہ خشک حالات میں اگانے کے لیے خاص طور پر موزوں ہے۔ بھارت میں، اور دیگر جگہوں پر، میٹھے جوار کے تنے سے رس نچوڑ کر اور پھر تخمیر کر کے ایتھینول پیدا کیا جاتا ہے۔ مختلف شعبوں میں کئی گروپس Jatropha curcas پر تحقیق کر رہے ہیں، جو بیوفیولز فیڈ اسٹاک آئل کے قابل ذریعہ بیج پیدا کرتا ہے۔ موجودہ تحقیق Jatropha کی مجموعی آئل پیداوار کو بیوٹیکنالوجیکل تکنیکوں کے ذریعے بہتر بنانے پر مرکوز ہے۔

1.2.3 خوراک کی پروسیسنگ

خوراک کی پروسیسنگ میں بیوٹیکنالوجی کا کردار بے پناہ ہے جیسا کہ ذیل میں زیر بحث آیا ہے:

بائیوٹیکنالوجیکل آلات خوراک کی کھانے کے قابل ہونے، بناوٹ، اور محفوظ کرنے میں مدد کر سکتے ہیں؛ مائکوٹاکسن پیداوار کی روک تھام، شیلف لائف میں توسیع اور خوراک کی اشیاء کے غذائی اجزاء کی وقت پر منحصر خرابی کو بھی تاخیر سے پہنچانے کے لیے بھی۔
دنیا کی خوراک کا تقریباً ایک تہائی خمیر شدہ خوراک پر مشتمل ہوتا ہے۔
مائکروبیل انزائمز کی پروٹین انجینئرنگ جو بہتر تخمیر کے قابل ہیں، کو بڑے پیمانے پر تیار کیا جاتا ہے ٹینکس اور صنعتی پیمانے کے فرمنٹرز میں مائکرو ارگنزم کو کاشت کر کے۔
ذائقہ، غذائیت اور شیلف لائف کے ساتھ صنعتی پیمانے پر خمیر شدہ خوراک کی پیداوار جیسے پنیر، دہی، کچھ پروبائیوٹکس، چھاچھ اور دیگر مشہور خمیر شدہ مصنوعات بھی ممکن ہو گئی ہے۔

1.2.4 ماحولیاتی تحفظ

بائیوٹیکنالوجیکل آلات اور تکنیکیں ماحول اور ماحولیات سے متعلق مسائل سے نمٹنے میں بھی بہت مددگار ہیں۔ سائنس کی ایک خاص شاخ جو قدرتی ماحول کا مطالعہ کرنے کے لیے بیوٹیکنالوجی کا اطلاق کرتی ہے، پودوں، جانوروں اور مائکرو ارگنزم کے بہترین، لیکن پائیدار استعمال کی شناخت کر کے سبز ٹیکنالوجی کی ترقی، اور آلودہ ماحول کی مرمت، کو ماحولیاتی بیوٹیکنالوجی کہا جاتا ہے۔ ماحولیاتی بیوٹیکنالوجی میں حاصل ہونے والی کچھ نمایاں کامیابیاں درج ذیل ہیں:

بہت سے ایکو ٹاکسیکولوجیکل بائیو مارکرز استعمال کیے جا رہے ہیں جو ماحول میں موجود زینوبائیوٹکس کے اثر کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں جیسے کہ کسی جاندار کے اندر۔ بائیو مارکرز کو کسی بھی قدرتی طور پر پائے جانے والے مالیکیول کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جو ماحولیاتی یا کیمیکل محرک کے جواب میں مخصوص بائیو عمل کی نشاندہی کر سکتا ہے۔ بہت سے ایکو ٹاکسیکولوجیکل بائیو مارکرز تیار کیے گئے ہیں جو فوری ماحول میں نازک تبدیلیوں کی نشاندہی میں مددگار ثابت ہو سکتے ہیں، جو بصورت دیگر پتہ لگانا مشکل ہو سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک رپورٹڈ جین، lux (جو روشنی خارج کرنے کے لیے ذمہ دار ہے)، E. coli میں ظاہر کیا گیا، میرکری آلودگی کی نشاندہی کے لیے بائیو سینسر کے طور پر کام کرتا ہے۔
بائیوٹیکنالوجیکل اطلاقات ماحول میں موجود خطرناک مادوں کو غیر زہریلے یا کم زہریلے مرکبات میں تبدیل کر کے صاف کرنے کے عمل میں بھی مددگار ہو سکتے ہیں۔ اسے بائیوریمیڈیشن کہا جاتا ہے۔ صفائی کے اس عمل میں بائیوریمیڈیشن کے لیے قدرتی ذرائع کی صلاحیت کا استحصال کیا جاتا ہے۔ جینیاتی انجینئرنگ کا استعمال خاص طور پر بائیوریمیڈیشن کے لیے ڈیزائن کردہ جاندار پیدا کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ پولیوٹنٹس کو ختم کرنے یا ان کی سطح کی نگرانی کے لیے انزائم کوڈ کرنے والے جینز کو جاندار میں داخل کیا جا سکتا ہے۔ ایک خرابی جین کی مثال biphenyl dioxygenase ہے، جو PCB (polychlorinated biphenyl) کو ختم کرنے کے لیے E.coli میں داخل کیا گیا ہے۔
قابل کاشت زمین کا رقبہ اکثر کیڈمیم، میرکری اور لیڈ جیسے بھاری دھاتوں سے آلودہ ہوتا ہے، جو فصلوں کی پیداوار کے لیے نقصان دہ ثابت ہو سکتے ہیں اور کھانے پر صحت کے خطرات کا باعث بھی بن سکتے ہیں۔ بہت سے ہائپر-اکیومولیٹر پودے جب ان آلودہ زمینوں پر اگائے جاتے ہیں، تو ان میں مٹی سے بھاری دھاتوں کو جذب کرنے اور ان کو ان کے سیلولر حصوں میں جمع کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے، اس طرح مٹی کو فائیٹو ریمیڈیٹ کرتے ہیں۔ کچھ ہائپر-اکیومولیٹرز کی مثالیں ہیں، Brassica napus, Helianthus annus, وغیرہ، جو آلودہ مٹیوں سے میرکری اور لیڈ کو ختم کرنے کے لیے ہیں۔ ان خطرناک بھاری دھاتوں کے خلاف ان پودوں کی برداشت کے لیے ذمہ دار جینز کی شناخت پر وسیع تحقیق جاری ہے۔
ماحولیاتی بیوٹیکنالوجی کا اطلاق ہمارے ماحول کو آنے والی نسلوں کے لیے محفوظ اور صاف رکھنے میں مدد دے گا۔ یہ ماحول میں تبدیلیوں کے ساتھ موافقت کے متبادل طریقے فراہم کر سکتا ہے۔ جینیومکس، پروٹومکس، بائیو انفارمیٹکس، سکوینسنگ اور امیجنگ پروسیس جیسے سائنس کے شعبوں کے درمیان بین الصوبائی تعلقات بڑی مقدار میں معلومات اور ماحول کی حفاظت کے لیے نئے طریقے فراہم کرتے ہیں۔

1.3 بھارت میں بیوٹیکنالوجی: تعلیمی امکانات اور صنعتی صورتحال

انسانی وسائل کی ترقی پر زور DBT کے مینڈیٹس میں سے ایک تھا۔ DBT بیوٹیکنالوجیکل تحقیق کے شعبے میں دلچسپی رکھنے والے وعدہ دار طلباء کے لیے بہت سی تحقیق فیلوشپس پیش کرتا ہے۔ ان میں 10+2 کے بعد DBT اسکالرشپس، بھارت کے پریمیئر اداروں میں ڈاکٹریٹ کی تحقیق کے لیے DBT-JRF، اور DBT تحقیق اسوسی ایٹ شپ (DBTRA) شامل ہیں جو بھارت کے پریمیئر اداروں میں لائف سائنسز پوسٹ ڈاکٹریٹ مطالعہ کے لیے ہے۔

بھارت میں قائم ہونے والی پہلی بیوٹیکنالوجی فرمز میں سے چند سرم انسٹیٹیوٹ آف انڈیا (late 1960s) اور بایوکن (1978) تھیں جنہوں نے بیوٹیکنالوجی کی اہمیت کو تسلیم کیا۔ نیشنل بیوٹیکنالوجی بورڈ (NBTB) 1982 میں بھارتی حکومت کی طرف سے تشکیل دیا گیا تھا، جسے بعد میں 1986 میں ڈیپارٹمنٹ آف بیوٹیکنالوجی (DBT) میں اپ گریڈ کیا گیا۔ DBT نے بھارت بھر میں کچھ بڑے تحقیقی ادارے قائم کیے ہیں (جدول 1.2)۔

DBT زرعی بیوٹیکنالوجی، میرین بیوٹیکنالوجی، نیورو سائنس، انڈسٹریل بیوٹیکنالوجی، ماحولیاتی بیوٹیکنالوجی، بائیوریسورسز وغیرہ جیسے موضوعات میں بیوٹیکنالوجی کے پوسٹ گریجویٹ تعلیمی پروگراموں کی بھی حمایت کرتا ہے۔ یہ کورسز بھارت کی مختلف ریاستی اور مرکزی یونیورسٹیوں میں واقع مختلف مراکز پر چلائے جا رہے ہیں۔ کچھ پریمیئر بھارتی ادارے بیوٹیکنالوجی میں سرٹیفکیٹ اور ڈپلومہ کورسز بھی پیش کرتے ہیں۔

جدول 1.2: DBT کے تحت قائم اداروں کی فہرست جو فعال تحقیق میں مصروف ہیں

S.No.	اداروں کے نام
1.	سینٹر فار ڈی این اے فنگر پرنٹنگ اینڈ ڈائگنوسٹکس (CDFD)، حیدرآباد
2.	انسٹیٹیوٹ آف بائیوریسورسز اینڈ سسٹین ایبل ڈیولپمنٹ (IBSD)، امفال، منی پور
3.	انسٹیٹیوٹ آف لائف سائنسز، بھوبنیشور
4.	نیشنل ایگری-فوڈ بیوٹیکنالوجی انسٹی ٹیوشن (NABI)، موہالی
5.	نیشنل برین ریسرچ سینٹر (NBRC)، گروگرام
6.	نیشنل سینٹر فار سیل سائنس، پونے
7.	نیشنل انسٹیٹیوٹ فار پلانٹ جینوم ریسرچ (NIPGR)، نئی دہلی
8.	نیشنل انسٹیٹیوٹ آف اینیمل بیوٹیکنالوجی (NIAB)، حیدرآباد
9.	نیشنل انسٹیٹیوٹ آف بائیو میڈیکل جینومکس (NIBMG)، کالیانی، مغربی بنگال
10.	نیشنل انسٹیٹیوٹ آف امونولوجی (NII)، نئی دہلی
11.	راجیو گاندھی سینٹر فار بیوٹیکنالوجی، تھروواننتپورم
12.	ریجنل سینٹر فار بیوٹیکنالوجی (RCB)، فرح آباد
13.	انسٹیٹیوٹ آف سٹیم سیل سائنس اینڈ ریجنریٹیو میڈیسن، بنگلور
14.	ٹرانسلیشنل ہیلتھ سائنس اینڈ ٹیکنالوجی انسٹیٹیوٹ، فرح آباد

1.3.1 بھارتی بیوٹیکنالوجی صنعت

بھارتی بیوٹیکنالوجی صنعت ملک کی سب سے تیزی سے بڑھنے والی صنعتوں میں سے ایک ہے۔ فی الحال، بھارت دنیا کے ٹاپ 12 بیوٹیکنالوجی طاقتوں میں شامل ہے اور ایشیا پیسیفک میں صنعتی بیوٹیکنالوجی انفرا اسٹرکچر کے لحاظ سے تیسری سب سے بڑی صنعت ہے۔ بھارتی بیوٹیکنالوجی کمپنیوں نے 2017 میں US $11.6 بلین کی آمدنی پیدا کی ہے۔ بھارت میں بیوٹیکنالوجی کمپنیوں کی تعداد 2017 میں 800 تک بڑھ گئی ہے۔

بھارتی بیوٹیکنالوجی صنعت کو پانگ segments میں تقسیم کیا گیا ہے، یعنی، بائیو-فارما، بائیو-سروسز، بائیوایگری، بائیو-انڈسٹریل، اور بائیو-انفارمیٹکس۔ پانچ segments میں سے، بائیو-فارما نے 2016 کے دوران 64 فیصد کی سب سے بڑی آمدنی کا حصہ دیا۔ بائیو-سروسز کی طرف سے آمدنی کا حصہ 18 فیصد تھا، اس کے بعد ایگری-کاروبار (14%)، بائیو-انڈسٹری (3%) اور بائیو-انفارمیٹکس (1%)۔ بھارت نے بائیو-ایگری segment میں بھی نمایاں کامیابی حاصل کی ہے۔ بھارت میں جینیاتی طور پر تبدیل شدہ فصلوں کے تحت چوتھا سب سے بڑا رقبہ ہے۔ جینیاتی طور پر تبدیل شدہ فصلوں کے تحت 11.57 ملین ہیکٹر رقبے میں سے اکثریت Bt کپاس پر مشتمل ہے۔

بائیو-فارما صنعت میں بنیادی طور پر ویکسین کی پیداوار اور اس کی بڑی مقدار میں بین الاقوامی برآمد شامل ہے۔ دیگر مصنوعات جو بڑے پیمانے پر پیدا کی جا رہی ہیں وہ تشخیصی اور علاج بخش ہیں۔ ملک میں بہت سی بائیو فارما کمپنیاں ہیں جو فارماسیوٹیکلز اور دیگر ادویہ مصنوعات سے متعلق ایک بڑی تعداد میں مصنوعات میں حصہ دیتی ہیں۔ بھارتی کمپنیوں میں مہارت ہے کہ وہ بہت سے ری کمبیننٹ بائیو ٹیک مصنوعات جیسے ری کمبیننٹ ہیپاٹائٹس B ویکسین، انسولین، G-CSF، ایریتھروپوئیٹن، انسانی گروتھ ہارمون اور انٹرفرون الفا 2b کو مقامی طور پر تیار اور تیار کرنے کے قابل ہیں۔ بھارت دنیا کا سب سے بڑا ری کمبیننٹ ہیپاٹائٹس B ویکسین پیدا کرنے والا ہے۔ بھارت بایو ٹیک نے بھارت میں روٹا وائرس ڈائریا کے خاتمے کے لیے پہلا ROTAVAC ${ }^{\circledR}$ ویکسین کمرشلی لانچ کیا۔ بھارتی حکومت نے نجی فارماسیوٹیکل کمپنیوں کے ساتھ بہتر ریسرچ اینڈ ڈیولپمنٹ ( $R$ اور $D$ ) کے لیے تعاون بھی شروع کیا۔ BIRAC (DBT) اور الیکٹرانکس اور انفارمیشن ٹیکنالوجی کے محکمہ (DeitY) نے 2016 میں ایک دوسرے کے ساتھ تعاون کیا تاکہ میڈیکل الیکٹرانکس شعبے میں جدید ٹیکنالوجیوں کو فروغ دیا جا سکے۔

بیوٹیکنالوجی ایک صنعتی مرکز ہے اور قوم کی معیشت کو بہتر بنا رہی ہے۔ فی الحال 800 سے زیادہ بائیو ٹیک کمپنیاں قائم ہو چکی ہیں۔ دس سب سے زیادہ پہچانے جانے والے بائیو ٹیک کمپنیوں کو جدول 1.3 میں درج کیا گیا ہے۔

ان فرمز اور بھارتی حکومت کے تعاون سے مختلف بیوٹیکنالوجی پارکس (جدول 1.4) بھی قائم کیے گئے ہیں تاکہ اعلیٰ درجے کی تحقیقی انفرا اسٹرکچر فراہم کی جا سکے۔

1.3.2 کامیابیاں اور جدت

ویکسین

بائیو-فارما صنعت کے اہم مصنوعات ویکسین اور علاج بخش ہیں۔ بھارت دنیا کا سب سے بڑا ری کمبیننٹ ہیپاٹائٹس B ویکسین، خسرہ ویکسین اور DTP ویکسین پیدا کرنے والا ہے۔ دنیا کی واحد ایڈسوربڈ لیکویڈ HDC ربیز ویکسین

جدول 1.3: بھارت میں فعال کچھ بائیو ٹیک کمپنیوں کی فہرست (حروف تہجی کے لحاظ سے)


بھارت بایو ٹیک انٹرنیشنل لمیٹڈ کمپنی
بھارت سرم اینڈ ویکسین لمیٹڈ
بایوکن
ڈاکٹر ریڈی لبارٹریز
گلیکسو اسمتھ کلائن فارماسیوٹیکلز لمیٹڈ
انڈین امونولوجیکلز
نووو زائمز
پیناسیا بایو ٹیک
سرم انسٹیٹیوٹ آف انڈیا لمیٹڈ
شانتا بایو ٹیکنکس لمیٹڈ (سانوفی)
واک ہارڈ بایو ٹیک پارک

جدول 1.4: بھارت میں کچھ بیوٹیکنالوجی پارکس (حروف تہجی کے لحاظ سے)

پارکس	شہر
بنگلور بایو ٹیک پارک	کرناٹکا
بائیو-فارما-آئی ٹی پارک	اڑیسہ
گولڈن جوبلی بایو ٹیک پارک	چنئی
گوہاٹی بایو ٹیک پارک	گوہاٹی
ICICI نالج پارک	حیدرآباد
انٹرنیشنل بایو ٹیک پارک	پونے
KINFERA بایو ٹیک پارک	کیرالہ
لکھنو بایو ٹیک پارک	لکھنو
شاپورجی پالونجی بایو ٹیک پارک	حیدرآباد
Ticel بایو پارک	چنئی

اور بھارت کی پہلی MMR ویکسین ‘Tresivac’ کو سرم انسٹیٹیوٹ نے لانچ کیا ہے۔ دنیا کے ہر دو بچوں میں سے ایک کو بھارتی کمپنی کی بنائی ہوئی ویکسین سے حفاظتی ٹیکہ لگایا گیا ہے۔ ملک اپنی ویکسین کو 140 سے زیادہ ممالک کے ساتھ ساتھ یونیسیف اور پان امریکن ہیلتھ آرگنائزیشن (PAHO) کو بھی برآمد کرتا ہے۔ ملک کی اہم ویکسین پیدا کرنے والی فرمز سرم انسٹیٹیوٹ آف انڈیا لمیٹڈ، بھارت سرم اینڈ ویکسین لمیٹڈ، پیناسیا بایو ٹیک، گلیکسو اسمتھ کلائن فارماسیوٹیکلز لمیٹڈ، واک ہارڈ بایو ٹیک وغیرہ ہیں جنہیں بین الاقوامی شہرت حاصل ہے۔

2016 میں، سن فارماسیوٹیکل انڈسٹریز لمیٹڈ اور انٹرنیشنل سینٹر فار جینیٹک اینڈ انجینئرنگ بیوٹیکنالوجی (ICGEB)، بھارت، نے ڈینگی وائرس کے تمام سیرو ٹائپس کے خلاف ویکسین کی ترقی کے لیے مفاہمتی یادداشت (MOU) پر دستخط کیے۔ بھارت کورونا-19 کے خلاف ویکسین تیار کرنے والے پہلے چند ممالک میں سے ایک ہے۔ Covaxin، بھارت کی پہلی مقامی کورونا-19 ویکسین، ایک بیوٹیکنالوجی کمپنی، بھارت بایو ٹیک انٹرنیشنل لمیٹڈ حیدرآباد (تلنگانہ) نے تیار کی۔

علاج بخش

سٹیم سیل ریسرچ، مونوکلونل اینٹی باڈی مصنوعات، گروتھ فیکٹرز، سیل انجینئرنگ اور سیل پر مبنی علاج بخش بائیو-فارماسیوٹیکل صنعت کے دیگر شعبے ہیں۔ بھارت دنیا کا سب سے بڑا اسٹاٹن اور امونو سپریسنٹس پیدا کرنے والا ہے۔ 2015 میں، INSUPEN لانچ کیا گیا، ایک آسان اور سستا دوبارہ استعمال ہونے والا انسولین ڈیلیوری آلہ۔ 2016 میں، پہلی اصل Rosuvastatin ٹیبلٹ کو یورپی منظوری دی گئی اور 2017 میں لانچ کیا گیا۔ پیناسیا بایو ٹیک کو WHO نے sabin پر مبنی انجیکٹیبل پولیو ویکسین کی ترقی کے لیے منتخب کیا ہے۔ ایڈز کے لیے 80 فیصد اینٹی ریٹرو وائرس ادویات بھارتی فارماسیوٹیکل فرمز کی طرف سے عالمی سطح پر فراہم کی جاتی ہیں۔

زراعت کا شعبہ

زراعت کا شعبہ بھارت میں بے پناہ مواقع رکھتا ہے۔ بھارتی ہائبرڈ بیج صنعت سالانہ 10-17 فیصد کی شرح سے بڑھ رہی ہے جس میں Bt کپاس مارکیٹ کی قیادت کر رہی ہے۔ 1998 میں بھارت میں مونسینٹو ریسرچ سینٹر فار پلانٹ جینومکس قائم کیا گیا۔ اسی سال DBT نے بھارت میں Bt کپاس اگانے کے لیے مونسینٹو کو منظور کیا۔ تب سے Bt کپاس مارکیٹ کی قیادت کر رہی ہے، بھارتی ہائبرڈ بیج صنعت میں $45 %$ حصہ رکھتی ہے۔ بھارت میں ٹرانسجینک چاول اور متعدد GM (جینیاتی طور پر تبدیل شدہ) فصلوں اور سبزیوں کے ہائبرڈ بیج، جن میں GM بیج شامل ہیں، کی ایک بڑی پیداوار بننے کی صلاحیت ہے۔ ان میں GM چاول میں بلیٹ مزاحمت رکھنے والا چاول، سمبا مہسوری (مارکر اسسسٹڈ بیک کراسنگ کے ذریعے تیار کیا گیا)، سیلاب، خشک سالی اور نمک مزاحمت رکھنے والا چاول وغیرہ شامل ہیں۔ پروٹین کی زیادہ مقدار اور پروویٹامن A میں اضافہ کے ساتھ GM مکئی ہائبرڈ بھی تیار کیا گیا ہے۔ اعلیٰ پیداوار اور اعلیٰ مائیکرو غذائی اجزاء کی حامل بریڈ گندم اور دورم گندم جینو ٹائپس بھی تیار کیے جا رہے ہیں۔

بائیو-سروسز

بائیو-سروسز شعبہ بھارت کے لیے ایک نمایاں وعدہ رکھنے والا شعبہ ہے کیونکہ ایک بڑی ہنر مند لیبر فورس، پرکشش لاگت اور ایشیا کے بڑے بازاروں تک رسائی ہے۔ اس میں عالمی کنٹریکٹ ریسرچ آرگنائزیشنز، جیسے Quintiles، کے ساتھ ساتھ بھارتی کمپنیاں شامل ہیں جن میں GVK Bio، Jubilant Biosys اور Advinus شامل ہیں۔

خلاصہ

بیوٹیکنالوجی سے مراد مختلف ٹیکنالوجیوں سے ہے جو زندہ خلیات اور/یا حیاتیاتی مالیکیولز کا استعمال کر کے انسانیت کے فائدے کے لیے مفید مصنوعات پیدا کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
پیلیتھولک دور میں، تقریباً 10,000 سال پہلے، فصلوں کی کاشت کا آغاب قدیم بیوٹیکنالوجی کا آغاز ہے اور عام طور پر قدیم بیوٹیکنالوجی کہا جاتا ہے۔
روٹی، پنیر، شراب، سرکہ، بیئر وغیرہ کی پیداوار قدیم بیوٹیکنالوجی کا حصہ ہے۔
جدید بیوٹیکنالوجی rDNA ٹیکنالوجی پر مبنی ہے جو سائنس دانوں کو مختلف ڈی این اے کے ٹکڑوں کو کاٹنے اور جوڑنے، اور نئے ری کمبیننٹ ڈی این اے کو نئے میزبان میں رکھنے کی اجازت دیتی ہے، جو ایک جاندار سے دوسرے جاندار میں جینز کی منتقلی کی اجازت دیتی ہے جو ایک نئی خصوصیت عطا کرتی ہے۔
جدید بیوٹیکنالوجی کی اطلاقات متعدد شعبوں میں ہیں جیسے زرعی فصل کی بہتری، خوراک کی جدت، تشخیصی صحت کی دیکھ بھال، جانور پروری، اور توانائی اور ماحول کے انتظام۔
جدید بیوٹیکنالوجی کے مختلف سلسلے جینیاتی انجینئرنگ، پروٹین انجینئرنگ، بائیو-انفارمیٹکس، امونولوجی، پلانٹ/اینمل سیل کلچر، بائیو کیمسٹری، کینسر بائیولوجی، ماحولیاتی بائیولوجی، میرین بائیولوجی، نینو بیوٹیکنالوجی، بائیو-فزکس، فارماکولوجی اور ٹاکسسٹی، سیل بائیولوجی، مائکرو بائیولوجی، بائیو میڈیکل انجینئرنگ، اور جینیات ہیں۔
بھارتی حکومت نے 1982 میں نیشنل بیوٹیکنالوجی بورڈ تشکیل دیا تھا جسے بعد میں 1986 میں ڈیپارٹمنٹ آف بیوٹیکنالوجی (DBT) میں اپ گریڈ کیا گیا۔ DBT نے بھارت بھر میں کئی بڑے تحقیقی ادارے قائم کیے ہیں۔
بھارتی بیوٹیکنالوجی صنعت ملک کی سب سے تیزی سے بڑھنے والی صنعتوں میں سے ایک ہے، فی الحال دنیا کے ٹاپ 12 بیوٹیکنالوجی طاقتوں میں شامل ہے اور ایشیا پیسیفک میں صنعتی بیوٹیکنالوجی انفرا اسٹرکچر کے لحاظ سے تیسری سب سے بڑی صنعت ہے۔
بھارتی بیوٹیکنالوجی صنعت نے ویکسین پیداوار، علاج بخش، زراعت کے شعبے، اور بائیو-سروسز کے میدان میں نمایاں شراکت دی ہے۔

مشقیں

1. آپ ‘بیوٹیکنالوجی’ کی اصطلاح سے کیا سمجھتے ہیں؟ مناسب مثالیں دیتے ہوئے وضاحت کریں۔

2. بیوٹیکنالوجی کے قدیم اور جدید تصور کا تقابلی بیان دیں۔

3. درج ذیل کے حوالے سے بیوٹیکنالوجی کے کردار پر تفصیل سے روشنی ڈالیں:

(a) بائیو فارماسیوٹیکل پیداوار

(b) جین تھراپی اور اطلاقات

(d) کیڑے کی مزاحمت رکھنے والی فصلیں

(e) ماحولیاتی تحفظ اور تحفظ

4. قدیم بیوٹیکنالوجی کی انسانی فلاح و بہبود میں شراکت کی وضاحت کریں۔

5. جدید بیوٹیکنالوجی rDNA ٹیکنالوجی پر مبنی ہے۔ بیان کی توثیق کریں۔