interview
مصاحبه ای با مخترع جوان و دارنده مدال نقره مسابقات اختراعات کره جنوبی
بر اساس اعلام فدراسیون مخترعین کشور، دکتر سیده فرزانه جعفری، پژوهشگر جوان و مخترعین پرافتخار ایرانی برای نخستین‌بار در دنیا اختراع نوین در حوزه مهندسی ژنتیک موفق تولید و خالص‌سازی ژن جهش داده شده که در صنایع مختلف و مصارف دارویی مورداستفاده می‌گیرد. جهش ژنی جهت افزایش پایداری ژن باعث شده که این اختراع در صنایع داروهای ضدسرطان بسیار حائز اهمیت باشد.
طرح دکتر سیده فرزانه جعفری در هفدهمین دوره مسابقات جهانی اختراعات سئول کره جنوبی (SIIF۲۰۲۱) که یکی از مهم‌ترین و معتبرترین رویداد‌های بین‌المللی جهان در زمینه نوآوری و اختراعات است مدال نقره جهان را از آن خود کرد.
فرزانه جعفری در 3 خرداد 1365 در شهر تهران متولد شد و تحصیلات ابتدایی خود را در دبستان رازی و تحصیلات متوسطه خود را در دبیرستان هدف در رشته تجربی ادامه داد و بعد از کنکور وارد دانشگاه شهید بهشتی شد. در مقطع دکتری در دانشگاه شیراز پذیرفته شد و بعد از فارغ‌التحصیلی در بیمارستانی در تهران مشغول به کار شده است. وی با طراحی تولید آنزیم دارویی برای درمان سرطان، موفق به ثبت چند اختراع در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا (USPTO)و سازمان مالکیت فکری ملل متحد (WIPO)شده است.
بیشتر بخوانید : ثبت برند و هرآنچه باید بدانید
در گفتگو با مخترعین، اغلب به این نکته می‌رسیم که اختراع از شناسایی یک مشکل و تلاش برای حل آن ناشی می‌شود. مشکلی که باعث شد توجه شما به این اختراع معطوف شود چه بود و چگونه آن را حل کردید؟
آنزیم‌های بسیاری در طبیعت وجود دارند ولی غیرقابل‌استفاده هستند و بیشتر ناپایدار هستند و خصوصیات بیوشیمیایی خوبی ندارند و غیرقابل‌استفاده در صنعت هستند. کار مهندس ژنتیک این است که با دست‌ورزی ژنتیکی این آنزیم‌ها باعث بهبود خواص آنها و پایداری این آنزیم‌ها و قابل‌استفاده بودن و کاربردی شدن آنها می‌شود. شایان به ذکر است که خیلی از این آنزیم‌ها حتی قابلیت دست‌ورزی ژنتیکی هم ندارند زیرا با تغییر ساختار ژنتیکی آنها و مهندسی ژن‌های آنها بازهم نمی‌توانند برای مصرف در صنعت خصوصیات خوب و قابل‌استفاده داشته باشند. در این طرح با دست‌ورزی ژنتیکی ساختار این آنزیم باعث بهبود خواص بیوشیمیایی و پایداری این آنزیم شده و استفاده آن در صنعت دارویی به‌خصوص داروهای ضدسرطان ممکن شد. علاوه بر موارد ذکر شده این آنزیم در صنایع غذایی و تولید محصولات بهداشتی و کاربرد دارد و می‌توان از آن استفاده کرد. زیرا آنزیم‌ها کاتالیزورهای بسیار قدرتمندی هستند و برای تولید بسیاری از محصولات کاربرد دارند ولی برخی از آنزیم‌ها کاربردهای نامحسوس و کامل‌تری در صنعت دارند و باید بدانیم که آنزیم‌ها جزو گران‌ترین بازارهای جهانی هستند و استفاده عمده آنزیم‌ها در دنیای امروز و علت پرفروش بودن آنها این است که تمامی اقلام و موارد مصرفی بشر با آنزیم‌ها تولید می‌شوند و این آنزیم در تمامی صنایع موجود مانند نساجی و چوب و ... نیز کاربرد دارد.
بیشتر بخوانید : ثبت شرکت و هرآنچه باید بدانید.
اولین‌بار چطور به این شاخه از اختراع علاقه‌مند شدید؟
اولین باری که درباره این ژن تحقیقات خود را شروع کردم، متوجه شدم که این ژن پنجمین ژن برتر دنیا در این رده آنزیمی است و بسیار کمیاب درعین‌حال کاربردی است و در درمان بیماری‌های بسیاری خصوصاً بیماری سرطان کاربرد زیادی دارد و به‌عنوان یک دارو در درمان بیماری یاد شده استفاده می‌شود. بعد از مشقت‌های فراوان در خالص‌سازی این ژن دریافتم که این ژن بسیار ناپایدار است و امکان استفاده از آن وجود ندارد و حتی در خاص سازی ژن مشکلات فراوانی وجود دارد تا بتوان آنزیم را قابل‌دسترسی نمود. آنزیم‌ها در طبیعت وجود دارند ولی قابل‌دسترسی و قابل تولید نیستند و برای ایجاد قابلیت دسترسی و تولید آنزیم‌های مختلف، به علت ناپایداری زیاد و شرایط دشوار رویه خالص‌سازی بسیاری از اوقات راهی وجود ندارد و عملاً در اکثر اوقات آنزیم‌ها برای ما دست‌نیافتنی هستند. می‌توان گفت این آنزیم هم جزئی از خانواده آنزیم‌های اشاره شده است ولی در نهایت موفق به تولید آن شدم و پروژه کاری بنده به اتمام رسید. این فرایند را به‌صورت شخصی ادامه دادم و متوجه شدم که اگر مهندسی ژنتیک روی این کار انجام شود منجر به پایدار شدن این آنزیم می‌شود، البته لازم به ذکر است برای همه این موارد یکسری مدل‌هایی وجود دارد که طراحی صنعتی هستند و آن طراحی که سرورهای مختلف به من دادند، برای پیاده‌سازی و اجرا و این که بتوانیم این آنزیم را مهندسی ژنتیک کنیم و همچنین ژن مهندسی شده قابلیت تولید داشته باشد و در شرایط مختلف افزایش پایداری بدهد، همیشه 100 درصدی نیست و بعدازاین که من این ژن را دست‌ورزی ژنتیکی کردم توانستم ژن را پایدارتر کرده و از لحاظ دمایی و خصوصیات بیوشیمیایی و PH توانستم این ژن را بسیار پایدارتر کنم و همین قضیه باعث شد که در صنعت کاربردی شود این تحقیقات به صورتی هست که اگر در هر مرحله این کار علاقه و دقت وجود نداشته باشد دستیابی به نتیجه مطلوب ممکن نخواهد بود به دلیل اینکه تغییر توالی ژنتیکی در ساختار یک آنزیم باهدف تولید یک آنزیم با خصوصیت و کیفیت بالاتر برای مصرف در داروهای سرطانی کار بسیار پیچیده و دشواری است. تحقیقات بسیاری در مورد این آنزیم انجام داده‌ام و دریافتم که در صنایع مختلفی کاربرد دارد ولی عامل محرک من در این تحقیقات مشاهده اثربخشی زیاد این ژن در درمان سرطان به‌عنوان یک داروی پرمصرف بود. البته در داروهای دیگر مانند داروی لاغری و در صنایع غذایی و شوینده‌ها از این آنزیم می‌توان استفاده نمود ولی مصرف خاص و اصلی این ژن در صنعت داروسازی است.
این طرح دقیقا در چه صنایع و محصولاتی کاربرد دارد؟
اگر بخواهیم به صورت تخصصی در مورد کاربردهای این ایده صحبت کنیم، میتوانیم موارد زیر را نام ببریم:
1- قندی سازی نشاسته: در فرایند قندی سازی عموما پلولانازها به همراه آنزیم های گلوکو آمیلاز و β- آمیلاز مورد استفاده قرار می گیرد.
2- تولید شربت ذرت با مالتوز بالا: شربت های با مالتوز بالا عموما شیرینی ملایم، ویسکوزیته کم و پایداری دمایی بالایی دارند. این شربت ها در بسیاری از صنایع مانند فرآوری غذایی، در صنایع آب نبات سازی و تولید بستنی کاربرد دارد. در سال‌های اخیر تقاضای شرکت های داروسازی در استفاده از مالتوز خالص به عنوان منبع تغذیه ای سرمی بدون تحریک افزایش قند خون بیمار به شدت افزایش یافته است. مالتوز خالص همچنین می تواند در شروع فرآیندهایی مانند تولید مانیتول و مانیتول کریستال استفاده گردد.
3- تولید شربت ذرت با فروکتوز بالا: شبیه به شربت مالتوز، شربت فروکتوز در صنایع غذایی بیماران دیابتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و از آن بعنوان یک منبع شیرین کننده قوی در دنیا استفاده می گردد.
4- صنعت فرآوری نشاسته: خانواده آنزیمی پلولاناز در تولید نشاسته با گلوکز بالا کاربرد زیادی دارد. محصول تولیدی این آنزیم ها در اصطلاح "نشاسته مقاوم" نامیده می‌شوند که مزایای زیادی دارد. این مدل نشاسته در روده کوچک قابل تجزیه نبوده بلکه تنها به وسیله باکتری‌های روده بزرگ قابل تجزیه است. محصول تجزیه این باکتری‌ها، اسیدهای چرب کوتاه زنجیره بوده که برای سلامتی روده بزرگ بسیار مفید هستند. نشاسته با مالتوز بالا همچنین در محصولات چسبنده، تخته‌های راه راه و کاغذ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5- صنایع شوینده : این آنزیم‌ها بعنوان یکی از انواع آنزیم‌های هیدرولازی به انواع شوینده ها افزوده می گردد.
6- صنایع غذایی، تولید سیکلودکسترین: پلولاناز همچنین برای افزایش راندمان تولید سیکلودکسترین استفاده می شود
7- تولید سیکلودکسترین: پلولاناز همچنین برای افزایش راندمان تولید سیکلودکسترین استفاده می شود. سیکلودکسترین در بسیاری صنایع، از جمله صنایع غذایی، دارویی، پلاستیک و همچنین صنایع کشاورزی به عنوان امولسیون کننده، آنتی اکسیدان و تثبیت کننده استفاده می‌گردد.
8- صنایع دارویی: به عنوان امولسیون کننده، آنتی اکسیدان و تثبیت کننده استفاده می‌گردد که در صنایع تولید داروهای سرطانی با خاصیت هیدرولیز سیکلو دکسترین که ازخصوصیات بارز انزیم نئوپلولاناز می باشد و همچنین با تولید مالتوز خالص که یکی از محصولات هیدرولازی این آنزیم می باشد به عنوان منبع تغذیه ای سرمی بدون تحریک افزایش قند خون بیمار به شدت افزایش یافته است. مالتوز خالص همچنین می تواند در شروع فرآیندهایی مانند تولید مانیتول و مانیتول کریستال استفاده گردد و همچنین در تولید داروهای لاغری و تولید محصولات غذایی کم کالری این آنزیم در ابعاد محدود در آب جو کم کالری و در صنایع پخت و پز به عنوان عامل ضد چاقی با افزایش حجم محصول استفاده می‌شوند. حتی می توان از پلولاناز به عنوان عامل ضد پلاک دندانی استفاده نمود.
برای مخترعین و نوآورانی که در ابتدای مسیر خود هستند چه توصیه‌ای دارید؟
توصیه‌ای که برای سایر نوآوران دارم این است که ایده‌ای که به ذهنشان خطور می‌کند بهتر است ابتدا مطالعات و تحقیقات زیادی در آن زمینه انجام بدهند تا به مسیر پیشروی خود آگاه باشند و هر بار هم که به در بسته می‌خورند دنبال راه‌ها و درهای دیگری باشند نه این که کلاً مسیر را کنار بگذارند و فکر کنند که نتیجه گرفتن غیرممکن است. زیرا گاهی پشتکار به معنی تکرار نیست بلکه به معنی تکرار چندین کار است که به جواب می‌رسد. به عقیده من اکثر افرادی که در سرتاسر دنیا مخترع هستند دید بازی دارد و دیدشان به این صورت است که برای مثال اگر پنجاه مسیر برای رسیدن به یک اختراع وجود دارد، خیلی از اوقات مجبور هستند هر پنجاه مسیر ممکن را امتحان کنند تا به جواب برسند و تفاوت این انسان‌ها با دیگران این است که شاید انسان‌ها دیگر فکر و ذهن خلاقی داشته باشند و ایده‌های جذاب و نابی هم از ذهنشان گذر کند اما به دلیل مطالعه و جستجوی اندک و تلاش کم به نتیجه نمی‌رسند.
با نگاهی به تأثیرات اختراعات و ایده‌ها و نوآوری‌هایتان، به چه چیزی بیشتر از همه افتخار می‌کنید؟
هیچ‌وقت هیچ‌کس در کل دنیا نتوانسته این آنزیم را خالص‌سازی کند چه برسد به اینکه بخواهد آنزیم را دست‌ورزی و مهندسی کند و پایداری آن را افزایش دهد. در سال 1989 این توالی ژنی کشف شد ولی هیچ‌وقت خالص‌سازی و تولید نشد. همچنین هیچ موفقیت در دست‌ورزی ژنتیکی آن حاصل نشده بود و به عقیده من دلیل کنار گذاشته شدن این آنزیم از آن سال به‌خاطر ناپایداری آن و محیط کشت خاص و مراحل خالص‌سازی ویژه و خاص آن بوده و کسی تلاشی در امتحان مسیرهای مختلف انجام نداده است.
برای دریافت مشاوره رایگان در خصوص ثبت شرکت می توانید به وب سایت افق نیکان مراجعه کنید.