پروتئین‌هایی که در بدن ما تولید می‌شود، نقش بسیار مهمی در فرآیندهای زیستی و فعالیت عادی بدنمان دارد.
وقوع هرگونه اشکالی در تولید این پروتئین‌ها، موجب مختل شدن فرآیند زیستی می‌شود که این پروتئین در آن نقش دارد و مختل شدن این فرآیندهای زیستی، در نهایت منجر به یک بیماری می‌شود. به عنوان مثال انسولین یک پروتئین است که در سلول‌های بتا در پانکراس تولید می‌شود و وظیفه‌ی آن، انتقال گلوکز به درون سلول‌ها و بافت‌هایی است که به گلوکز نیاز دارند. کمبود انسولین در بدن انسان منجر به هایپرگلایسمی (گلوکز بالا در خون یا همان قند خون) می‌شود. کشف و تولید انسولین درمانی در خارج از بدن انسان، یک اتفاق بزرگ در حوزه‌ی بیولوژی بود که جان میلیون‌ها انسان مبتلا به دیابت را نجات داد.
از سال ۱۹۲۲ که انسولین اولین بار برای درمان لئونارد تامسون (پسربچه‌ی چهارده ساله‌ای که به خاطر دیابت، در حال مرگ بود) مورد استفاده قرار گرفت و لئونارد را نجات داد، تا سال ۱۹۷۹، تنها روش تولید انسولین، استفاده از انسولین تولید شده در پانکراس گاوها و خوک‌ها و دیگر حیوانات اهلی بود. اگرچه این انسولین جان میلیون‌ها نفر را نجات داد، اما از آنجایی که دارای ناخالصی بود، در بسیاری از بیماران، با واکنش‌های آلرژیک شدیدی همراه بود. اما در سال ۱۹۷۸ تکنولوژی جدیدی برای تولید انسولین مورد استفاده قرار گرفت. این تکنولوژی، دی ان ای نوترکیب (recombinant DNA) نام داشت. انسولینی که به کمک این روش تولید شد، بسیار شبیه انسولین انسان بود و همچنین امکان تولید آن در حجم بسیار بالا ایجاد شد که باعث کاهش قیمت آن گردید.
اما دی ان ای نوترکیب چیست؟
برای درک آن ابتدا بایستی ببینیم که یک پروتئین چگونه تولید می‌شود.
دی ان ای درون سلول، تمام اطلاعات لازم برای تولید پروتئین را دارد، با این حال، دی ان ای خود مستقیما پروتئین را ایجاد نمی‌کند. دی ان ای از طریق فرآیندی به نام رونویسی (transcription) آر ان ای (RNA) را ایجاد می‌کند و آر ان ای از طریق فرآیندی به نام ترجمه (translation) پروتئین را ایجاد می‌کند. در این روش، ژن‌هایی که مسئول ایجاد انسولین در بدن انسان هستند، وارد یک قطعه‌ی دی ان ای کوچک به نام پلاسمید می‌شوند. سپس این قطعه‌ی پلاسمید که حال دارای اطلاعات لازم برای تولید انسولین است، وارد یک سلول میزبان می‌شود. سلول میزبان ممکن است یک باکتری مثل باکتری اشریشیاکولای باشد. در سلول میزبان، فرآیند رونویسی و ترجمه آغاز می‌شود و پروتئین انسولین درون سلول تولید می‌گردد. سپس می‌توان این انسولین را از سلول میزبان استخراج و پس از خالص سازی، به شخص مبتلا به دیابت تزریق نمود.
انسولینی که از این طریق تولید می‌گردد، یک پروتئین نوترکیب (recombinant protein) نامیده می‌شود.
– اَبا اِباد
تصویر بالا: سمت چپ دانشمندان کمپانی Genentech که در سال ۱۹۷۸ برای اولین بار، انسولین نوترکیب را ساختند. تصویر سمت راست تجهیزات مربوط به ساخت این انسولین. روی آن تخته سیاه، خلاصه‌ای از این روش نشان داده شده است.
پل برگ، بیوشیمی‌دان و زیست شناس مولکولی آمریکایی، نخستین کسی بود که موفق شد
در آزمایشگاه، دی ان ای نوترکیب را بسازد و از این بابت، نوبل شیمی ۱۹۸۰ را دریافت کرد.
استنلی کوهن (چپ) و هربرت بویر (راست) دانشمندانی بودند
که برای نخستین بار، تکنولوژی ساخت دی ان ای نوترکیب را ابداع کردند.