معهد بحوث الهندسة الوراثية بجامعة المنوفية

تجرى البحوث بالمعهد فى مجالات تطبيقية مختلفة منها البيوتكنولوجيا النباتية والبيولوجيا الجزيئية والبيوتكنولوجيا الميكروبية والبيوتكنولوجيا الصناعية والبيئية والمشخصات الجزيئية ، وقد حقق الباحثون نتائج مبشرة فى هذه المجالات بالإضافة إلى ما يتحقق فعلا من بناء قاعدة علمية تتسع يوماً بعد يوم فى تلك المجالات وهو ما يعتبر خطوة أساسية من أهداف المعهد ولقد تم نشر العديد من البحوث فى المؤتمرات العلمية المحلية والدولية وكذلك فى الدوريات العالمية والمحلية ( نشر المعهد اكثر من 120 بحثا علميا) .

-أسند لقسم البيوتكنولوجيا النباتية بالمعهد مشروعا علميا من قبل اكاديمية البحث العلمي فى مجال انتاج نخيل البلح بطرق الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية بالاشتراك مع المركز القومي للبحوث كما اسند مشروع اخر لقسم البيولوجيا الجزيئية ( البصمة الوراثية لنباتات النخيل والزيتون بواحة سيوة ) ولقد تم مد ستة أشهر للمشروعين .

-تم استحداث وحدات متخصصة لتجميع الأصول الوراثية ( بنك الجينات ) من محاصيل بستانية ( فاكهة – خضر – نباتات طبية وعطرية ) ويتم ذلك فعلا من خلال وحدة الاصول الوراثية بهدف الحصول على الصفات الوراثية المرغوبة كبنك للجينات – ولقد قام المعهد بتجميع الأصول الوراثية للنباتات الموجودة بالفلورا المصرية بالصحراء الغربية والساحل الشمالى وسيناء لمحاولة الحفاظ على النباتات النادرة والمحافظة عليها من الانقراض وإكثارها بالطرق الحديثة ويوجد حاليا بمزرعة المعهد بعض الأصول لنباتات الفاكهة ( مانجو – عنب – موز – زيتون – موالح – مشمش- خوخ – تين – تفاح – وجارى تجميع الأنواع وأصناف الفاكهة )والنباتات الطبية والعطرية ونباتات الزينة وخاصة عصفور الجنة والأشجار الخشبية وبعض المحاصيل الحقلية المبشرة وتجرى حاليا المزيد من الدراسات علي محاصيل الحبوب والزيوت والمحاصيل السكرية ( بنجر السكر – قصب السكر – ستيفيا ) وذلك بهدف انتاج نباتات تتحمل ظروف الاجهاد البيئي ونباتات الاستيفيا المحلى طبيعي بديل السكر . ولقد تم ادخال نوعين من النباتات للزراعة المصرية وهما الاناناس والجاك فروت بعد اجراء المزيد من الدراسات البيوتكنولوجية عليهما .

-فى مجال البحوث الجارية بالمعامل تجرى أبحاث فى مجال مقاومة الملوحة والجفاف وانتخاب النباتات المقاومة للأمراض الفيروسية خاصة فى نباتات البطاطس والطماطم وبعض المحاصيل الاقتصادية الأخرى .

-إنتاج بعض المركبات الدوائية عن طريق التكنولوجيا الحيوية ومزارع الأنسجة النباتية والمعهد بصدد إنتاج بعض المركبات ذات القيمة الطبية العلمية وتجريبها على حيوانات التجارب بالمعهد 

-انتاج بعض المركبات النباتية للمقاومة الحيوية للامراض النباتية بدلا من المواد الكيماوية ذات الاثر السام ( المبيدات الحشرية – الفطرية – النيماتودية ) على الانسان والحيوان والبيئة ونوقشت رسالة ماجستير بالمعهد فى هذا المضمار وسوف تكون هذه المنتجات صديقة للبيئة ونشر بحث في هذا المجال .

-وتجرى حاليا دراسات على إنتاج مواد لعلاج مرض السكر وأمراض الدم والكبد ومضادات الأورام وذلك من خلال إنتاج المركبات الثانوية خارج الخلية كما ان بالمعهد دراسات فى مجال التشخيص الجزيئي لأمراض الإنسان خاصة فى مرحلة ما قبل الولادة .

-قام المعهد ببعض الدراسات البحثية فى استنباط السلالات الميكروبية اللازمة لإحداث بعض التخمرات المرغوبة وزيادة الكفاءة وإكساب النكهة وإطالة مدة الحفظ والتخزين اللازمة لمثل هذه الصناعات مع التركيز على النواتج الثانوية لمنتجات الألبان والتى تمثل قيمة حيوية يمكن الاستفادة منها وذلك من خلال التعاون مع بعض الزملاء بجهات بحثية مختلفة تم انتداب بعضهم للمعهد ( ولقد نوقشت رسالة ما جستير للاستفادة من النواتج الثانوية لمنتجات الالبان ) .

-وتجرى دراسات عن التسميد الحيوي والمكافحة الحيوية للأمراض النباتية والحيوانية فى مجال البيئة والاصحاح البيئي وكذلك استخدام الكائنات الدقيقة فى التخلص من النفايات والملوثات والتحليل البيولوجي للمخلفات الزراعية وغيرها . 

-المشاركة في مشروع معالجة التلوث البترولي باستخدام الكائنات الدقيقة مع معهد بحوث البترول حيث يعتبر المعهد بيت خبرة لوزارة البترول في هذا المجال 

-انتاج نباتات مهندسة وراثيا لحل بعض المشاكل المتعلقة بزيادة الانتاج او المقاومة للامراض او تحمل ظروف الإجهاد البيئي وحديثا ساعدت علي الكشف عن الألغام ( معهد الهندسة الوراثية بالسادات وجامعة فلوريدا- أبحاث الدكتور طارق عبدالرءوف الأستاذ المساعد ) . 

-يعتبر المعهد بيت خبرة للجهات الحكومية والخاصة حيث ساهم المعهد في إنشاء معامل التكنولوجيا الحيوية بالهيئة القومية للرقابة والبحوث الدوائية ووزارة الزراعة انشاء واشرافا وتشغيلا وتطويرا 

نبذة عن بحوث المعهد فى مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية 

تهدف الخطة البحثية الي اجراء البحوث في المجالات الاتية : زراعة الخلايا والانسجة والاعضاء النباتية – النباتات المحورة وراثيا –بيوتكنولوجيا محاصيل الحقل ( الحبوب والزيوت والمحاصيل السكرية )—بيوتكنولوجيا المحاصيل البستانية ( الفاكهة – الخضر والنباتات الطبية والعطرية والزينة ) – إنتاج المركبات الثانوية التي تدخل في الصناعات الدوائية .

ولقد تم نشر اكثرمن ثلاثين بحثا في هذا المجال في دوريات عالمية ومحلية 

يمكن تقسيم الأبحاث إلى أربعة مجاميع رئيسية :-

المجموعة الأولى :

تضم هذه المجموعة تسعة أبحاث فى مجال استخدام الطرق الحديثة فى الزراعة النسيجية والهندسة الوراثية لحل بعض المشاكل التى تتعلق بنخيل البلح وإنتاجة فى معامل زراعة الأنسجة ولقد تم الاشتراك في عدة مؤتمرات علمية بالداخل والخارج متخصصة في هذا المجال ( المؤتمر الدولي للهندسة الوراثية وتطبيقاتها 2004 –المؤتمر الدولي الثالث لنخيل البلح بدولة الإمارات 2006 )

1 – البصمة الوراثية للأصناف المصرية .

2 – تقديم طرق حديثة وملائمة لاستخلاص المادة الوراثية DNA من نباتات النخيل .

3 – إكثار أصناف النخيل المصرية المختلفة من أسوان الى رشيد وأدكو والعريش مروراً بمصر الوسطى وتقديم بروتوكولات كاملة للأكثار نظراً للمشاكل العديدة التى تواجه نخيل البلح فى المشرق العربي وخاصة سوس النخيل ، والمغرب العربي ومشاكله مع مرضى البيوض . ومن هنا تظهر الأهمية القصوى لإنتاج نخيل البلح بزراعة الأنسجة ومحاولة حل بعض المشاكل التى تواجه انتاجه فى معامل زراعة الانسجة .

وتعالج الابحاث هذه المشاكل مع محاولة تقديم الحلول لها .

فإذا أضفنا إلى ذلك طبيعية الأراضى فى مصر وأن 96% صحراء تندر فيها المياه ، وكذلك المشاكل التى تواجه المشاريع الزراعية الحديثة فى توشكى وشرق العوينات .

هذه الابحاث التسع وغيرها من أبحاث المعهد قد أتت بعض ثمارها وتوصلنا إلى 1- طريقة جديدة وسريعة لاستخلاص المادة الوراثية DNA لاشجار نخيل البلح بالتعاون مع وزارة الزراعة الامريكية – ميريلاند .ونشر بحث في دورية عالمية متخصصة في هذا المجال .

2-عمل البصمة الوراثية لأصناف النخيل الجافة بالتعاون مع وزارة الزراعة الأمريكية – ميريلاند ( ملكابى – سكوتى – برتمودة – جنديله – شاميه ) بأحدث الطرق العلمية ، وتعتبر هذه وثيقة لأصنافنا المصرية علاوة على عمل البصمة الوراثية للأصناف المصرية الطرية والنصف جافة ( فى مجموعة أبحاث النخيل ) ونشر بحث في هذا المجال .

3-دراسة طرق إكثار أصناف النخيل المختلفة باستخدام أحداث الطرق وتطويرها فى الزراعة النسيجية وذلك بالتعاون مع المعمل المركزي لابحاث وتطوير نخيل البلح وجامعة القاهرة والمركز القومي للبحوث ونشر المعهد خمس أبحاث في هذا المجال في دوريات ومؤتمرات عالمية ومحلية 

4-عمل البذور الصناعية من الأجنة الجسدية ودراسة إمكانية حفظها معمليا تمهيداً لعمل بنك الجينات لنخيل البلح فى مزارع الأنسجة ولقد تم نشر بحثين في هذا المجال .

5-تخزين الأجنة الجسدية وتقديم بروتوكل كامل لحفظ الأجنة وتأثيرها بالمعاملات الكيميائية والفيزيائية ودراسة مدى الثبات الوراثي أثناء فترة التخزين ولقد نشر بحث وجاري نشر اخر 

المجموعة الثانية :

وتضم هذه المجموعة بحثين بالاشتراك مع جامعة كليمسون وكلية العلوم جامعة القاهرة من خلال مشروع بحثي من مشاريع الترابط بين الجامعات المصرية والأمريكية حيث تمكنت هذه الدراسة من تطوير تقنيات حديثة لإنتاج ثمار البطيخ اللابذرى بالاستعانة بتقنيات الزراعة النسيجية الوراثية الخلوية لتلبية الاحتياج المتزايد لمثل هذه الثمار ولتحسين الأصناف المحلية من البطيخ المصري .

ونجحت الدراسة فى إنتاج صنفين جديدين من البطيخ الخالى من البذور من الأصناف المصرية جيزة 1 وجيزة 21 لأول مرة ووضع استراتيجية عامة لتقييم وتطوير طرق أنتاج أصناف البطيخ الخالية من البذور لزيادة التنوع الاقتصادي وتطوير اليات الأنتاج فى مصر للمساعدة فى فتح أسواق جديدة للتصدير ويجري حاليا تسجيل براءة اختراع 

وسبقت هذه الدراسة انتاج نباتات متضاعفة العدد الكرموسومى من أصناف البطيخ المصرية فى الزراعة النسيجية وأسست هذه الدراسة عدة نظم وتحديد العدد الكرموسومى لنباتات البطيخ ذات الطرز الوراثية المختلفة المتكشفة عن المزارع النسيجية 

– محاولة الاستفادة من خبرة المعهد فى مجال انتاج الموز فى مزارع الأنسجة( نشر في ذلك خمس بحوث ) ، ومنها بحث لإنتاج نباتات موز لتروى بكميات مياه أقل حلاً لمشكلة الاستهلاك الشديد للمياه فى نباتات الموز ( انتخاب صنف موز مقاوم للعطش فى مزارع الأنسجة ودراسة العوامل المؤثرة على ذلك ) . ولقد توصل المعهد من خلال ابحاثه علي نباتات الموز ( رسالة دكتوراة ستناقش في سبتمبر 2006 ) الي سلالة ذات انتاجية عالية ( الاشتراك ببحثين في المؤتمر الدولي الثاني للهندسة الوراثية وتطبيقاتها ) .

المجموعة الثالثة :

وتضم هذه المجموعة ثلاثة ابحاث .

وتهدف الى :

1 – تأسيس نظام للنقل الجينى فى نباتات الفلقة الواحدة تمهيداً لإنتاج نباتات مهندسة وراثياً لنباتات الجلاديولسى – الليليم – الاناناس .

إنتاج نباتات مهندسة وراثيا ومنها استنباط سلالات نباتية تستطيع الكشف عن وجود الألغام الارضية وهو تعديل النباتات وراثيا بأسلوب الهندسة الوراثية لتكون قادرة على الاحساس بوجود مادة TNT ومن المعروف ان هذه المادة هى المركب الأساسي فى تركيب الالغام وهى مادة شديدة الانفجار وتتسرب تلقائياً من الالغام لتنتشر بالتربة المحيطة وبعد دراسة مستفيضة وعميقة يتعين وجود نظام جينى بالبكتريا النباتية يمكنها من التعرف على هرمون نباتي يفرز بواسطة النباتات المصابة فقط وذلك بالتعاون مع جامعة فلوريدا .

وقد حصل الدكتور طارق عبد الرءؤف الأستاذ المساعد بالمعهد علي مهمة علمية شخصية للاشتراك مع فريق بحثي أمريكي بقسم الميكروبيولوجى وعلم الخلية – جامعة فلوريدا بالولايات المتحدة الأمريكية بناءاً علي الدعوة الموجهة اليه من ا.د/ ويليام بيل جيرلى أستاذ علم الخلية بجامعة فلوريدا للعمل في مشروع بحثي لاستنباط سلالات نباتية مهندسة وراثيا تستطيع الكشف عن وجود الألغام الأرضية ..

وقد تم تمويل هذا المشروع البحثي الضخم من قبل هيئة الأبحاث و التطوير التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية بمبلغ 3 ملايين دولار سنوياً و كانت جامعة فلوريدا ضمن خمس جامعات أمريكية تعمل في هذا المشروع البحثي المتميز . 

وقد بدأ العمل في هذا المشروع وكان الهدف الأساسي واضحا وهو تعديل النباتات وراثيا بأسلوب الهندسة الوراثية لتكون قادرة على الإحساس بوجود مادة T.N.T بالتربة الأرضية ومن المعروف أن مادة T.N.T هي المركب الأساسى في تكوين الألغام وهى مادة شديدة الانفجار وتتسرب تلقائيا من الألغام لتنتشر بالتربة المحيطة . وبعد دراسة مستفيضة وعميقة تبين وجود نظام جينى بالبكتيريا النباتية يمكنها من التعرف على هرمون نباتي يفرز بواسطة النباتات المصابة فقط وعند إحساس البكتيريا النباتية بهذا الهرمون فإنها تنشط وتقوم بمهاجمة النبات المصاب. وقد اكتشفنا أن التركيب الكيميائي لهذا الهرمون يتشابه مع التركيب الكيميائي لمركب T.N.T ومن هنا بدأت الفكرة تختمر في عقول الفريق البحثى بحيث يمكن فصل هذه الجينات المسئولة عن التعرف على الهرمون النباتى من البكتيريا ثم هندستها أى تعديلها ثم نقلها إلى الخلية النباتية لتصبح قادرة على الكشف عن مادة T.N.T

وبالفعل تم عزل الجينات البكتيرية التي تشعر بهذا الهرمون النباتي و تعديلها وراثياً لتصبح قادرة علي الإحساس بمادة T.N.T . وحتي يتم نقلها لتعمل بالخلية النباتية تم تعديلها لتتلأم للعمل في الخلية النباتية. وبعد هذا انتقلنا إلى الجزء الثاني من المشروع وهو نوعية الإشارة التي سيصدرها النبات بعد إحساسه بمادة T.N.T وقد توصلنا إلى هذا عن طريق التحكم في جين لون الأوراق بحيث يتغير لون أوراق النبات إلى اللون الأحمر القرمزي عند إحساس النبات بوجود T.N.T في التربة الأرضية.

وبصورة ملخصة فإن هذه النباتات المنزرعة في مناطق تحوى ألغاما أرضية فإن جذورها تشعر بوجود مادة T.N.T في التربة فتنتج بروتين أو إشارة معينة تنتقل إلى الجين المسئول عن لون الأوراق فيتغير لون الورق إلى الأحمر القرمزي .وبالتالي يكون ظهور الأوراق الحمراء القرمزية دلالة على وجود ألغام أرضية.

وقد تم تطبيقها فعليا على نبات ارابيدوبسيس حيث أن هذه النباتات تم الكشف عن خريطتها الجينية وتتميز بسرعة نموها وتحملها للعوامل البيئية – ثم يتم نشر البذور عن طريق طائراتخاصة في المناطق المراد الكشف عن وجود الألغام بها ثم يتم رصد لون الأوراق عن طريق الأقمار الصناعية

المجموعة الرابعة :

وتهدف هذه الأبحاث الى إمكانية إنتاج المواد الثانوية التي تدخل فى صناعة الدواء فى مزارع الأنسجة النباتية . ولقد أمكن مضاعفة المادة الفعالة ثمانية اضعاف . فتناولت الابحاث أمكانية أنتاج الكالوس فى مزارع الأنسجة من أجزاء نباتية مختلفة وكذلك تأثير منظمات النمو النباتية على تكوين الكالوس والمواد الفعالة وكذلك دراسة تأثير حامض السناميك فى مزارع أنسجة الكالوس والذى أدى الى زيادة الكومارين وكذلك التعرف على مركبات جديدة لم تكن معروفة من قبل .

ولأول مرة يمكن عن طريق مزارع الأنسجة مضاعفة المادة الفعالة فى نبات السذب ثمانية أضعاف مما يساعد على فتح الطريق لإنتاج المركبات الدوائية باستخدام طرق التكنولوجيا الحيوية لانتاج مجموعة مركب الكوماريين الذي يستخدم لمنع تجلط الدم وخاصة بعد الاتفاقيات التجارية الجديدة مثل اتفاقية الجات ولقد نشر في هذا المجال بحثين بالتعاون مع كلية الصيدلة جامعة القاهرة والهيئة القومية للرقابة والبحوث الدوائية وكذلك انتاج الاستيرويدات من مزارع انسجة كالوس نباتات النخيل وزادت الكمية الي 13 ضعف باستخدام طرق البيوتكنولوجي بالاشتراك مع المعمل المركزي لابحاث نخيل البلح وجامعة الازهر . 

ويجري حاليا مزيد من الابحاث لامكان انتاجية بعض المواد الفعالة الدوائية من مزارع الانسجة النباتية مثل مادتى الفنكريستين والفينلاستين المضاده لتكوين الاورام وكذلك حامض الروزمارينيك المضاد للأكسدة .

( وترجع أهمية النباتات الطبية والعطرية إلى المواد الفعالة الطبيعية التي تستخلص منها والتي تستخدم في كثير من الأغراض الطبية والصناعات المختلفة، كصناعة الأدوية وصناعة العطور والتصنيع الغذائي وصناعة المطاط ، وأيضا تستخدم الصبغات النباتية في دباغة الجلود. بالإضافة إلى ذلك تستخدم المواد الفعالة كمضادات للبكتيريا والفطريات والحشرات وكذلك تستخرج من النباتات مواد طبيعية ذات قيمة اقتصادية).

وتستخدم التقنيات الحديثة كتقنية زراعة الأنسجة النباتية في إنتاج المواد الفعالة الطبيعية في المعمل والحصول عليها بصورة اقتصادية وبالكميات المطلوبة دون التقيد بنوعية تربة زراعية مناسبة أو بمواعيد زراعة محددة وخالية من المبيدات التي تكون عقبة كبيرة في تصدير هذه المنتجات. وكذلك توفير مساحات لزراعة المحاصيل الضرورية الأخرى. لذلك تستخدم تقنيات زراعة الأنسجة للتغلب علي كثير من المشاكل الخاصة بالنباتات سواء كانت منزرعة بصورة منتظمة أو برية كالمشاكل الخاصة بالنبات ذاته. كأصابتة بالأمراض ، أو صعوبة تكاثره ، أو وجودة في صورة بريةنادرة ، أو المشاكل الخاصة بالظروف البيئية كالحرارة والرطوبة والإضاءة. وتستخدم طرق كثيرة لإنتاج المواد الفعالة باستخدام تقنية زراعة الأنسجة النباتية. ومن هنا كان لابد من عمل الأبحاث في هذا الاتجاه .بالإضافة إلى إكثار النباتات الطبية ذات القيمة الاقتصادية ( نشر في هذا المجال اربعة بحوث والمشاركة ببحث في المؤتمر الثاني للهندسة الوراثية وتطبيقاتها والذي سيعقد في نوفمبر 2006 ) .

نتائج الأبحاث المنشورة :

تم الحصول علي بعض المواد الفعالة المهمة في علاج مرضى أمراض القلب كمادة الديجوكسين ومشتقاته من نبات الديجيتالس. كذلك تم إنتاج مادة الالكانين من نبات الالكانا ، وهى صبغة حمراء طبيعية تستخدم في علاج مرضى سرطان الدم و أيضا تستخدم مضادات للبكتريا والفطريات ، وتفيد في علاج الالتهابات الجلدية والجروح المزمنة ، وكذلك تستخدم في التصنيع الغذائي كمكسب لون طبيعي . ولذا تم دراسة الثبات الحراري للون ومقارنته بالألوان الصناعية.أيضا تم إنتاج بعض المواد التربينية مثل جنكولايد أ ، ب من نبات الجنكة والتي تستخدم في العلاج من مرض الزهايمر خاصة في المراحل الأولى بالإضافة إلى أهمية استخدام النبات في البيئة كشجرة صديقة للبيئة تتحمل التلوث وقد تم نشر هذه الأبحاث في الدوريات العلمية. 

والأبحاث الجارية تتجه نحو إنتاج سلالات عالية الإنتاج للمواد الفعالة الطبيعية ذات القيمة الاقتصادية ومحاولة زيادتها باستخدام المحثات المختلفة Elicitors ، والمواد البادئة Precursors مع عمل بروتوكول لإنتاجها بصورةاقتصادية باستخدام التقنيات والأجهزة الحديثة ، وأيضا إنتاج صبغات طبيعية ذات صفات وخواص طبية ، تستخدم قي التصنيع الدوائي والغذائي وفي مستحضرات التجميل كبديل للمنتجات الصناعية. 

وتشمل هذه الابحاث ايضا امكانية استخدام البيولوجيا الجزيئية لتشخيص الأمراض النباتية ودراسة امكانية انتاج نباتات متحمله لظروف الاجهاد البيئي يمكن من خلالها استغلال تلك الجينات بكفاءه عالية فى برامج تربية النبات . وكذلك امكانية زراعة حبوب اللقاح او البيويضات لانتاج نباتات احادية المجموعة الكروسومية لحل كثير من المشاكل التي تعترض مربي النباتات وتقوم الدراسة في المعهد علي نباتات الحبوب 

دراسة إمكانيات إنتاج نباتات الزينة وخاصة النباتات النادرة مثل نباتات الميرانتا ذات القيمة الجمالية العالية للتصدير والاستهلاك المحلى وذلك بدراسة بعض المشاكل التى تواجه إنتاج هذه النباتات فى مزارع الانسجة وكان نتيجة هذا البحث تحسين النمو فى مزارع الأنسجة وتوفير ثمن مادة التصلد نظراً لإمكانية إكثاره اثناء مراحل التضاعف فى البيئة السائلة والتغلب على المشاكل التى تواجه ذلك ، وتعتبر هذه الدراسة جديده توفر الكثير لمزارع الأنسجة النباتية وزيادة التصدير لأوربا نظراً للطلب المتزايد على هذا النبات من معامل زراعة الأنسجة المصرية .

ولقد نشر الباحثون في المعهد اكثر من عشرين بحثا في مجال إنتاج نباتات الزينة بزراعة الأنسجة النباتية وكيفية إكثارها وأقلمتها ووضع بروتوكولات لإكثار هذه النباتات وأقلمتها تحت الظروف المصرية ويعتبر الباحثون في المعهد ذوي خبرة عالية 

الهندسة الوراثية و المكا فحة البيولوجية للحشرات

تتوقف حياة أى نوع من الكائنات الحية على مجموعتين من العوامل ترتبط أحداهما بقدرته على التكاثر و البقاء بينما تتحكم عوامل المجموعة الأخرى والتى تتمثل فيما يحيط بهذا الكائن من ظروف بيئية فى هذه القدرة. تشكل هذه العوامل نوع من الضبط لهذه الكائنات لا حيلة للإنسان فيه يطلق عليه المكافحة الطبيعية إن أهم ما يعنينا فى هذا المجال الأعداء الطبيعية التى تهاجم الآفات الحشرية و إستغلالها لخلق وسط معين يتميز بعدم ملاءمته لحياة هذه الآفات. وفوق هذه القاعدة يرتكز مجال المكافحة البيولوجية الذى يتطلب فهم العديد من الظواهر الطبيعية الهامة لمعرفة أفضل الأساليب لاستغلال الأعداء الطبيعية من متطفلات و ممرضات و غيرها . 

وقد حدث فى الفترة الأخيرة من القرن العشرين تقدم غير مسبوق فى تطور التقنيات الحديثة لدراسة الممرضات وميكانيكية تأثيرها من فيروسات وفطريات وطفيليات وقد ساعد على ذلك الطفرة التى حدثت فى تقنيات البيولوجيا الجزيئية ودراسة الأحماض النووية و تحضير المجسات النووية وعمل البصمات الوراثية للكائن و الممرض على حد سواء إضافة الى اكتشاف فى بدايات الستينات إمكانية عمل مزارع الخلايا حيث كانت نتاج ابحاث لإيجاد حلول بديلة لاستخدام المبيدات الكيماوية وتقليل حجم الضرر والتلوث الناتج من تكرارالإستخدام للوصول إلى وسيلة تقييم درجات الأمان حيث تظهر اهمية ومزايا مزارع الخلايا كبديل للحيوان او الكائن فى الأختبارات بالإضافة الى دقة الدراسة حيث يدرس التأثير على مستوى الخلية الحية الواحدة بعيدا عن النظام الحيوى الفسيولوجى المعقد إضافة الى توفير الوقت اللازم لاجراء التجارب.

ومن أهم مميزات مزارع الخلايا نقاوة المنتج وضمان عدم التلوث ولذلك تستخدم مزارع الخلايا فى كلونة الفيروسات و دراسة ميكانيكية التأثير والبصمة الوراثيةللفيروسات و الأحماض النووية المؤلفةRecombinant viruses and recombinant DNA 

هذا وتعتبر مزارع الخلايا الحشرية المنشا من أهم الوسائل بل افضلها لدراسة صفة التخصص والمدى العوائلى فى الممرضات للحشرات والعلاقات المعقدة فى القدرة المرضية وعوائقها و الربط بين الصفات الداخلية والتركيبية والبيوكيماوية للعائل( على مستوى الخلية الواحدة ) والممرض والعوامل المؤثرة على شدة التأثير سواء المرتبطة بالعائل او تلك المرتبطة بالممرض او العوامل الخارجية المتمثلة فى تركيب البيئة المغذية للخلايا و درجة الحموضة والحرارة والأكسيجين الخ.

من خلال هذه التقنيات كانت افكار الآبحاث المقدمة حيث ينصب معظمها حول فكرة محاولة فهم و الربط بين العلاقة المعقدة بين الفيرس ( أو الفطر) كممرض وعائله او عائله البديل والنبات العائل والبيئة المحيطة تحت ظروف التطبيق مما يتطلبه من دراسة دقيقة وتحليل جزيئى للفيروسات وتخصصها فى مزارع الخلايا وكلونتها للحصول على العزلة النقية عالية التأثير وعمل الباصمة الوراثية لتلك العزلة مع مراعاة الكفاءة الحيوية والجدوى الاقتصادية للإستخدا م فى التطبيق.

كذلك تتضح أهمية البصمة الوراثية للخلية العائل وعلاقتها بدراسة صفة التخصص فى الممرض.

ويمكن توضيح نوعية البحوث علي النحو التالي :- 

بحث يهدف الي توصيف خط انتاج مكلون لمزارع خلوية أولية من أنسجة دودة ورق القطن مؤقلم على درجة حرارة 19ºم منفذ لأنتاج ثلاثة من الفيروسات المغلفة الممرضة للحشرات

بحث يهدف الي دراسة كروموسومية توصيفية لمزرعة خلوية مستمرة Sl omi من عذارى حشرة دودة ورق القطن منماة على27م).

وبحث آخر عن دراسة مقارنة لنماذج معقد العزلات الفيروسية العصوية المغلفة فى البيئة المصرية)

توضح هذه البحوث الثلاثة أهمية البصمة الوراثية لخلية العائل و علاقتها بصفة التخصص فى الممرض .

- تتضح أيضا هذه العلاقة بوضوح خاصة الربط بينها وبين البصمة الوراثية وإختلاف عزلات الممرض فى البحث الخاص بدراسة مقارنة لنماذج معقد العزلات الفيروسية العصوية المغلفة فى البيئة المصرية)

وبحث يدرس معدل نمو الأطوار الداخلية للطفيل Microplitis rufiventrts KOK فى يرقات دودة ورق القطن Spodoptera littoralis المعداة بالفيرس).

واهتمت الابحاث ايضا بدراسة ثبات الفيرس الجرانيولوزى الممرض لدودة ورق القطن المصرية مقارنة بدرجة ثبات فيرس الجرانيولوزى الممرض لفراشة درنات البطاطس تحت الظروف الطبيعية .

البيوتكنولوجيا الميكروبية والصناعية

بيوتكنولوجيا الكائنات الدقيقة والمعدلة وراثيا وتطبيقاتها في الاستثمار الأمثل للمخلفات الزراعية

تهدف الابحاث إلي : عزل وتصنيف وحفظ وتحوير الميكروبات وراثيا وطرق استخدامها صناعيا واعدادها للتطبيق والاستفادة من قدره الكائنات الحية الدقيقة الاصيلة والمهندسة وراثيا القادرة علي تحليل مواد اللجنوسلولوزوالتى تشمل السليلوز بالإضافة إلي الهيميسليلوز,و اللجنين في التخلص من المخلفات الزراعية مثل ( قش الأرز, قش الذرة, حطب القطن, و.......) في إنتاج منتجات ذات استخدامات اقتصادية , و الحفاظ علي البيئة من التلوث مما يسهم في زيادة الدخل من استثمار المخلفات الزراعية، وتم نشر العديد من الابحاث فى هذا المجال وما زالت الابحاث جارية.

بالإضافة إلى موضوع آخر غاية فى الأهمية وهو المقاومة الحيوية ويتضمن عزل وتعريف الكائنات الحية الدقيقة التى لها القدرة على تحليل وهضم الكيتينيز التى يتكون منها الجدر الخلوية للكائنات الممرضة، تم نشر بحث فى هذا الموضوع وما زالت الابحاث جارية . 

وتهدف هذه الدراسة إلي :

محاولة عزل جين تحليل المخلفات النباتية من كائنات دقيقة لها القدرة علي تحليل السيلولوز.

نقل هذا الجين علي ناقلات تعبير ودمجها في كائنات حية دقيقة اخري مناسبة لظروف المعيشة و الأنتشار أكثر من غيرها.

معرفة تسلسل أو تعاقب النيوكليوتيدات لهذا الجين لعمل أنسب التراكيب و أكفأها نشاطا.

دراسة قدرة تلك الكائنات المهندسة وراثيا علي تعبير هذا المورث بكفاءة.

محاولة استخلاص البروتين , و تنقيته,و دراسة صفات هذا البروتين .

محاولة الحصول علي بادئات من كائنات حية دقيقة معدلة وراثيا لأستغلال هذه الكائنات في المجالات الزراعية بغرض: -

زيادة خصوبة التربة 

زيادة قدرة التربةا ايضا علي الاحتفاظ بالماء نتيجة تحلل تلك المواد النباتية .

التنافس مع الكائنات الضارة لتقليل التلوث البيولوجي للممرضات النباتية و الحيوانية .

أستخدام أنواع التحليل bioprocessing products في تغذية الحيوانات المزرعية و الدواجن والأسماك.

البيوتكنولوجيا الصناعية

يعتبر مجال البيوتكنولوجيا الصناعيةمن المجالات البيوتكنواوجية الهامةللصناعات الدوائية والغذائية ولقد قام المعهد في الفترة السابقة باجراء البحوث في المجالات الاتية :-

1– مجال انتاج السموم قاتلة الخميرة

نظراً للاستخدام المفرط للمضادات الحيوية فقد اصبح العديد منها عديمة الفائده وقليل التأثير مما استلزم البحث عن بدائل اخرى طبيعية وعلى ذلك فقد اتجهت الابحاث الحديثة نحو بعض السموم البروتينية التى تفرزها بعض الخمائر لما لها من عظيم الاثر على الفطريات الممرضه ولامكانية استخدامها بصورة امنه فى العديد من المجالات مثل :

-مجال حفظ الاغذية

--مجال انتاج خميرة الخبز فى صناعة الخبز

-مجال انتاج مضادات الفطريات 

تم نشر ثلاث ابحاث فى هذا المجال بداية من عزل بعض الميكروبات المنتجة لهذه السموم وتعريفها وكذاتعريف السمة المنتج بواسطتها على مستوى البروتين تم انتاجها على مستوى شبه انتاجي .

2 – مجال انتاج البللورات Super Conductor 

يعتبر انتاج البللورات فائقة القدرة للتوصيل الكهربائي احد اهم المجالات الجديدة فى البيوتكنولوجيا ة حيث ان الكائنات الدقيقة لها قدره عالية لانتاج هذه البلورات بمواصفات عالية تسمح باستخدامها فى المجالات التكنولوجيا المتقدمه مثل صناعة الاقمار الصناعية ولقد امكن تكوين وفصل بللورات سلفيد الكادميوم من احد الخمائر وتم اثبات التركيب الداخلى بالعديد من الطرق .

·المشاركة فى مشروع معالجة التلوث البترولى باستخدام الكائنات الدقيقة حيث تم انتداب الدكتور اشرف الباز من قبل معهد بحوث البترول للاشراف علي معامل الميكروبيولوجي بقسم تطوير العمليات كاحد افراد الفريق البحثي حيث انه مسئول عن عمليات العزل والتعريف للكائنات الدقيقة التي لها القدرة علي تكسير مركبات البترول وكذلك التجريب علي المستوي المعملي ثم المستوي الحقلي وبالفعل تم التقدم بعدد ثلاث تقارير عن هذا المشروع وجاري الان العمل في التقرير النهائي للمشروع حيث سيتم التجريب علي المستوي الحقلي .

·التعاون العلمى مع شركة بيوجرو انتر ناشيونال احد اهم الشركات التى تعمل فى مجال البيوتكنولوجيا الحيوية فى مصر حيث انها تنتج مبيد حيوي يستخدم من قبل وزارة الزراعة فى مكافحة دودة القطن وتم انتاج هذا المبيد لمدة خمس سنوات سابقة وبكميات جاوزت المائة وخمسون طنا .

·انتاج المركبات الدوائية باستخدام الكائنات الدقيقة او الخلايا النباتية وذلك بالتعاون مع المتخصصين في الزراعة النسيجية بالمعهد لانتاج القلويدات –الفينولات – الاستيرويدات – الجليكوزيدات مثل انتاج نباتات الاستيفيا المحتوية علي الاستيفيزويد والريبوزويد ( مركبات منخفضة الطاقة ذات تحلية تساوي 200 ضعف قدرة السكروز الناتج من قصب السكر او بنجر الكر ) 

البيوتكنولوجيا البيئية 

تدور الابحاث في محاور اربع و تشمل المجالات الاتية :-

التلوث البيئي – السمية الوراثية – المعالجة البيولوجية للمخلفات والاصحاح البيئي – الهدم الحيوي – المخصبات الحيوية – المكافحة الحيوية .

المحور الاول :- ويضم تقدير الملوثات البيئية ومنها المعدني والحيوي وتتجه هذه البحوث الي ابتكار طرق جديده لتقدير الملوثات فى البيئة على ان تكون هذه الطرق بسيطة وقليلة التكلفة ويمكن تطبيقها فى المعامل على سبيل المثال : استخدام المجسات الكيميائية والحيوية لتقدير الملوثات (1-3) ومنها الكرومات والرصاص والنحاس وتم تعينها فى عينات بعد تجميعها من مياه صرف المصانع بمدينة السادات ويضم المحور الاول ايضاً ابتكار طرق جديدة لتقدير بعض الادوية والصبغات لاهميتها الاقتصادية وذلك بتقديرها فى مستحضراتها الصيدلية وايضا فى عينات دم وبول خاصة بالمرضى 

2 – المحور الثانى :- (أبحاث جارية) ويشمل فصل وتقنية الانزيمات من مصادر ميكروبية مثل انزيم الاستربتوكينز الذى يستخدم لتذويب الجلطات اثناء عمليات القلب المفتوح ودراسة نمو هذا الانزيم فى بيئات مختلفة وعلى مصادر متنوعة من المخلفات واستخدام هذه المخلفات كبيئات بديلة للبيئات مرتفعة السعر وتم الحصول على عينات نقية من هذا الانزيم .

3 – المحور الثالث :- (أبحاث جارية) هو الاتجاه نحو استخدام التسميد الحيوية بدلاً من التسميد للكيماوى ( المعدنى ) فى زراعة بعض المحاصيل مثل الفول فى تربة مدينة السادات وقد اظهرت النتائج نجاح التسميد الحيوي فى انتاج اصناف من الفول خالية من الامراض وايضا بانتاجية عالية جدا وذلك باستخدام بعض البكتريا والفطريات النافعة باستخدامها كسماد حيوي وتقليل اضرار استخدام المبيدات الكيميائية .

4 – المحور الرابع :- (أبحاث جارية) هو الاتجاه نحو المكافحة للامراض النباتية باستخدام بعض الفطريات والبكتريا النافعة لمكافحة امراض نبات النعناع وذلك لاهميته الاقتصادية بما له من فوائد واستخدامات طبية ومثال ذلك النعناع الفلفلى والذى يضاف على كثير من الادوية حيث تتجة البحوث العلمية فى العالم نحو استخدام المنتجات الطبيعية ومستخلصاتها كعلاج للامراض بديلاً عن الادوية المصنعه كيميائيا.

تتضمن الأبحاث المقدمة استحداث طرق جديدة لتقدير بعض العناصر الملوثة للبيئة قي مياه الصرف الصناعي والأوساط البيولوجية أو لتقدير المكونات النشطة الدوائية في مركباتها الصيدلية ومصل الدم البشري وذلك عن طريق استخدام أحد التقنيات الكهروكيميائية الحديثة في التحاليل الكمية وهي تقنية الأقطاب الأيونية المنتخبة أو عن طريق تقنيات الفصل باستخدام البولي يورثان الرغوي من الأوساط المائية. 

وقد ركزت معظم الأبحاث (10 أبحاث) علي تحضير وتوصيف وتمييز بعض الأقطاب الجهدية وتطبيقاتها المختلفة لقياس بعض الأدوية (مثل : الرانتدين هيدروكلوريد – الميتفورمين – الفياجرا- الدوبامين – الثيوبنتال) في مركباتها الصيدلية أو الأوساط البيولوجية مثل مصل الدم البشري أو لبعض العناصر الملوثة للبيئة مثل ( الكادميوم - الزئبق – الكروم السداسي –الباريوم ) قي مياه الصرف الصناعي أو الأوساط البيولوجية الأخرى وذلك باستخدام القياس الجهدي المباشر و/ أو المعايرة الجهدية أو الحقن في تيار مستمر. 

وركزت بعض الأبحاث الأخرى (4 أبحاث) علي فصل وتقدير بعض العناصر البيئية الهامة من الأوساط المائية مثل ( اليورانيوم السداسي – الكروم السداسي – السيلينيوم ) باستخدام البولي يوريثان الرغوي وتحديد ميكانيكية وحركية الفصل عليه كما توضح الأبحاث أيضا الخواص الكروماتوجرافية لهذا الفصل 

كما يصف بحث اخر كيفية استخدام تكنيك البيوتكنولوجيا في التكسير الحيوي لبعض الملوثات البيئية الهامة مثل راتنج الميلامين فورمالدهيد وتحديد نوع السلالة البكتيرية المستخدمة وتحديد التتابع الجيني لها وكذلك استخدام الطرق التحليلية الحديثة في تحديد ميكانيكية (ميكانيزم) عملية التكسير الحيوي

الهندسة الوراثية وتشخيص الأمراض

تتركز معظم أبحاث المعهد إلي محاوله إيجاد طرق بسيطة وحساسة وسريعة للكشف عن العديد من الأمراض مثل البلهارسيا و الدرن و الفيروسات الكبدية والسرطان باستخدام الطرق الحديثة لكيمياء المناعة و البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية وذلك بالاشتراك مع جامعات ومراكز طبية مختلفة بمصر مثل مركز جراحه الجهاز الهضمي بالمنصورة وكليه الطب ببنها و كليه الصيدلة بالمنصورة وطنطا ومعهد الكبد بالمنوفيه. تعتمد هذه الطرق على التغيرات التي تحدث في الجينات و البروتينات في حاله المرض مقارنه بالأصحاء. و لقد توصلنا إلى تعريف العديد من المستضدات المهمة في حالات المرض والتي سوف تمكننا من استخدامها في عمليه المسح الشامل و التي تفيد للكشف عن هذه الأمراض في أعداد كبيره بيسر و بدون استخدام أجهزه مكلفه وفى وقت قياسى. وفى حالات أورام الجهاز الهضمي مثل أورام القولون والمستقيم و المعدة فلقد قمنا بدراسات مقارنه بين الطرق الحالية التقليدية المستخدمة في التشخيص باستخدام دلالات الأورام وطرق أخرى طورناها معتمده على بعض المستضدات المعرفة لدينا ووجدنا أن الطرق الجديدة تعطى حساسية و خصوصية عاليتين و كذلك هو الأمر بنسبه لبكتريا الدرن و هذه ألأبحاث معظمها في طريقها للنشر العالمي. والمحور الاساسي لدراسة هذه الامراض يكون من خلال عمل دراسات للكشف عن الخلل الجيني ومن ثم البروتيني لها وذلك للاستفادة منه في تحسين طرق التشخيص والعلاج .

ولقد اختير الدكتور محمود لطفي الباحث في المعهد والمتخصص في هذا المجال محكما لأبحاث PEER REVIEWR سنة 2005 للدوريات العلمية الآتية : 

د.محمود لطفي محكم أبحاثPeer reviewer سنه 2005 في : 

1- International Immunology (المناعة العالمية) والتي يصدرها اتحاد علماء المناعة اليابانيين Japanese Association of Immunologists 

2- International Journal of Gastrointestinal Cancer(المجلة الدولية لسرطانات الجهاز الهضمي)و التي تصدر بأمريكا عن دار نشر هيومانا.

وأيضاً تم تضمين سيرته الذاتية في موسوعة من يكون هو" "Who is who" في موسوعة الطب والرعاية الصحية عدد 2006-2007.

ومن ناحية أخري فإن هناك أبحاثاً خاصة بالدكتور / طارق عبد الرءوف يتم إجرائها بمعهد الهندسة الوراثية بالاشتراك مع معهد الكبد القومي وكلية العلوم بشبين الكوم تتركز علي الدراسة الجزيئية للجهاز المناعي لدي المرضي المصابين بأمراض الكبد المختلفة وكذلك التجارب التي تجري علي بعض المركبات الحلقية حديثة التحضير للإستفادة منها كمضادات للأمراض السرطانية.

ولقد نشر المعهد اكثر من 40 بحثا في مجال التكنولوجيا الحيوية الطبية في دوريات محلية وعالمية بالاشتراك مع جهات علمية بالداخل ( معهد الكبد مركز الجهاز الهضمي بالمنصورة ) والخارج

وفي مجال امراض العقم والتكاثر : فقد استخدمت طرق التكنولوجيا الحيوية لدراسة المشاكل المتعلقة بامراض العقم ال وخاصة بعد الانتهاء من مشروع الجينوم البشري حيث أصبح من الممكن الكشف عن أسباب وراثية خفية لم يكن بالا مكان التعرف عليها بالطرق التقليدية لتحليل الكروموسومات البشرية 

وقام المعهد بإجراء دراسات علي مستوي الكروسومات و بالطرق الجزيئية علي مستوي الجينات تبين انه يجب الاستعانة بالطريقتين للكشف عن الأسباب الوراثية للعقم وذلك للتمكن من تقديم الاستشارة الوراثية اللازمة .

وفي هذا المجال فلقد قام المعهد بتقديم دراسة كاملة (دكتوراه ) عن استخدام الطرق الوراثية لتشخيص السبب الوراثي لكثير من حالات العقم عند الرجال و تم نشر بحثين في هذا المجال :

البحث الأول : يتناول التركيب البنائي للكروماتين والتغير الداخلي غير الطبيعي للحمض النووي DNA في الحيوانات المنوية في الرجال المصابين بالعقم وعلاقاتها بإجهاد عملية الأكسدة 

البحث الثاني : يتناول عدم التجانس في الحمض النووي DNA للحيوانات المنوية في الرجال المصابين بالعقم

و ثمة ا بحاث أربع جاري نشرها وهي : 

البحث الاول : نسبة تواجد الانتقاصات المجهرية للكر وموسوم الذكري Y في عينات من ذكور مصريين يعانون من نقص في انتاج الحيوانات المنوية 

البحث الثاني : يتناول تشوهات الكروموسومات الجنسية في عينات من ذكور عقيمين وعلاقاتها بوجود او عدم وجود انتقاصات في منطقة AZF المسئولة عن انتاج الحيوانات المنوية 

البحث الثالث : عن تعدد الاشكال الجينية المصاحب لحالات الخصية المعلقة ةالمختفية 

البحث الرابع : عن تعدد الأشكال الجينية المصاحب لحالات ضعف الاستجابة بعد معاملات التحفيز الهرموني للرحم في الإناث العقيمة . 

وتتلخص الأبحاث الطبية لقسم البيولوجيا الجزيئية في محورين أساسيين الأول دراسة الأمراض الطفيلية المتوطنة مثل البلهارسيا والأمراض الفيروسية مثل فيروسات الالتهاب الكبدي بأنواعه المختلفة والأمراض البكتيرية مثل بكتيريا الدرن , وكذلك الامراض السرطانية المختلفة مثل سرطانات الجهاز الهضمي وسرطان الدم كل ذلك علي المستوي الجزيئي . 

المحور الثاني :- دراسة هذه الأمراض من الناحية الكيموحيوية ومدي ارتباطها بالتغيرات الجزيئية والشكل الإكلينيكي للمرض . ومن ذلك تم التوصل لاكتشاف وتعيين الخلايا المبطنة لجدر الاوعية الدموية تمهيدا للتعامل معها بالطرق البيوتكنولوجية ومنعها من تكوين أوعية دموية جديدة تمد الورم بالغذاء والأكسجين وبالتالي يموت الورم نتيجة توقف التغذية بالدم وتم نشر هذه الأبحاث في دوريات ومؤتمرات علمية متخصصة : 

ولقد قام الدكتور محمد فاروق الشال الاستاذ المساعد بالمعهد باجراء بحوث مع معهد الصحة القومي بالولايات التحدة الامريكية ونشر ت في الدوريات العلمية العالمية 

لذا ركّـزالبحث الاول الذى قام به على اكتشاف و تعيين الخلايا البطانيه (endothelial cells)، وهى الخلايا التى تكون الأوعيه الدمويه و ذلك للتمهيد للتعامل معها و منعها من تكوين اوعيه دمويه جديدة تمد الورم بالغذاء و بالتالى يموت الورم نتيجة لوقف التغذية و الأكسجين اللازمين لنمو الورم بدلاً من مهاجمة الورم مباشرة. 

فالخلايا السرطانية التي يتكون الورم منها، هي خلايا مشوَّهـة، تتكاثر بسرعة وتكـيِّف نفسَـها حسب الظروف التي تجابههـا. فهي تقاوم المواد الكيميائية، وتـُولِّـد خلايا مقاوِمةً لهذه المواد أيضاً. ولـ ( تجويع ) الخلايا السرطانية.

و بإجراء عدة تجارب مستخدما طرق مناعيه دقيقه بإستخدا جهاز التدفق الخلوى (Flow cytometry) و بإستعمال أجسام مناعية مضادة (CD146) ضد هذه الخلايا تمكنت من عزل هذه الخلايا تمهيدا لتعريفها ولأهمية هذا الأكتشاف فقد تم عرض هذه النتائج فى مؤتمرالجمعية الدولية للكلينيكال سيتوميترى بالإضافة إلى قبول هذا البحث للنشرفى مجلة دورية عالمية وهى (Blood) و مقاله علمية مرجعية (review article) عن طبيعة هذه الخلايا و كيفية تقديرها و التعرف عليها. 

و واصلت إجراء التجارب اللازمه لتعريف هذه الخلايا بإستخدا تكنولوجيا عزل و تحليل الحمض النووى الريبوزى (RNA) لدراسة جينات هذه الخلايا و من ثم التعامل معها و منعها من تكوين أوعية دموية جديدة تمد الورم بالغذاء و الأكسجين. و قد تم عرض هذه النتائج فى مؤتمر دولى للجمعية الأمريكية للقلب (AHA) بالولايات المتحدة عام 2005.و تم رصد و تعيين جميع جينات هذه الخلايا و جارى الآن نشر هذه النتائج فى دوريات علمية عالمية. 

و من النتائج الهامه لهذا الأكتشاف على المدى القريب هو استخدام هذه الطريقة الدقيقه للكشف عن هذه الخلايا فى الجسم فى متابعة معدلات هذه الخلايا فى مرضى السرطان أثناء العلاج لمتابعة سير العلاج و مدى استقبال المريض للعلاج مما يتيح لنا التعرف على مدى نجاح العلاج من عدمه الأمر الذى يوفرأموالا طائلة فى علاجات غير مناسبة للمريض. حيث أن علاج الورم لابد و أن يصاحبة انخفاض فى معدلات هذه الخلايا.

أما على المدى البعيد فإن التعرف على جينات هذه الخلايا يتيح لنا مادة خصبة لكيفيه التعامل مع هذه الخلايا و إكتشاف ادوية تستهدف خلايا الأوعية الدموية في الورم دون المساس بخلايا الأوعية الدموية فى الأنسجة الطبيعية. و إيجاد طرق علاجيه جديدة خاصة فى الحالات التي تقاوم الإشعاع وبعض مواد العلاج الكيميائي.

و قد نجحت أيضا بتطبيق طريقة جديدة للكشف عن معدلات البروتينات الموجودة بمصل الدم مثل Cytokines and growth factors تتيح تقدير حوالى مئة من هذه المواد فى كمية صغيره جدا من الدم. و استعملت هذه الطريقة فى تعين 11 من هذه البروتينات المناعيه للمرضى الذين تم زراعة خلايا أولية/بدائية (Stem cells) لهم و قد تم عرض هذه النتائج فى مؤتمرالجمعية الأمريكيه للهيماتولوجى عام2004. 

و هذا و قد قمت بالمشاركة فى عدة ابحاث اخرى تدور عن تحفيز الخلايا الأولية/البدائية (Stem cells) فى الجسم بإستخدام عقار طبى يسمى (AMD3100) و ذلك تمهيدا لأستخدامها كعلاج بيولوجى طبيعى فى حالات الأورام السرطانية المستعصية العلاج. و تم عرض بعض النتائج الأوليه فى مؤتمر الجمعية الأمريكيه للهيماتولوجى عام 2005.

يهتم المعهد بدراسة هذه الأمراض في محاولة لا يجاد طرق للتشخيص والعلاج مقارنة بالطرق التقليدية , ومن الإنجازات في هذا المجال تعريف وتوصيف بعض المستحضرات لمسببات هذه الأمراض والتي تتميز بسهولة ورخص هذه الطرق مقارنة بالطرق التقليدية علاوة علي حساسيتها وخصوصيتها العالية .

خلال العامين 2004/2005، 2005/2006

البحث الأول

Meclarin IV a Potent Endoglucanase Inhibitor Secreted into the Nectar of Ornamental Tobacco Plants. Isolation, Cloning and Characterization

S.M. Seqlan Naqvi, April Harper, Clay Carter, Gand Renm, Adel Guirgis, William S. York, and Robert W. Thornburg, 2005.

Plant Physiology, Nov., 2005 (139) 1389-1400

 American Society of Plant Biologists

في هذا البحث تم عزل وتعريف بروتين هام جدا موجود ويتراكم في رحيق أزهار النباتات الطبية ويشفر له جين هام هو نكتارين 4 الذي يوجد فى نباتات أنواع الطباق الطبي. هذا البروتين له وزن جزيئي 60 كيلو دالتون. كما يوجد بهذا البروتين ببتيدات خاصة يمكن استخدامها في مقاومة الإصابات الفطرية النباتية وبالتالي فإن هذا البروتين وجد أنه مماثل لبروتين آخر في الطماطم وهو البروتين المثبط للزيلوجلوكان – الخاص للإنزيم اندوجلوكانيز الذي يفرزه الفطريات حتى تغزو الأنسجة النباتية وبالتالي فإن وجود هذا البروتين في النبات من شأنه حماية النباتات بصورة طبيعية من الإصابة بالفطريات وبالتالي تجنب الإصابة بالأمراض الفطرية، ويمكن من خلال ذلك إنتاج نباتات مهندسة وراثيا تشتمل على هذا الجين الذي يمكن أن ينتج هذا البروتين بصورة طبيعية في أنسجتها وبالتالي يوفر استخدام المبيدات المستخدمة في الوقاية و/ أو مقاومة الأمراض الفطرية النباتية ومن ثم حماية كل من البيئة والمنتج النباتي من التلوث وتوفير منتج غذائي سواء للحيوان أو الإنسان خالي من التلوث الكيميائي بالمبيدات وحماية صحة الإنسان.

الخطة البحثية الحالية:

ترتكز أساسيات البحث للمعهد على ركائز ثلاثة هي:

أولا : أن تخدم النتائج المتحصل عليها المجال التطبيقي بشكل مباشر.

ثانيا : أن يكون المنهج البحثي معتمد بشكل أساسي على تقنيات الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية كسبيل ضروري وحيوي.

ثالثا : أن يتوفر المكون البشرى والخبرات البحثية والمعملية الضرورية المطلوبة.

وفى هذا الإطار تم وضع خطة بحثية عاجلة وأخرى طويلة الأجل يمكن تلخيص ملامحها:

في المجال الطبي :

-دراسة الأمراض الوراثية الشائعة في المجتمع وخاصة أمراض الدم والمناعة والتشخيص الجزيئى للأمراض الوراثية وتتبعها في العائلات.

-دراسة إمكانية تطبيقات العلاج الجينى لبعض الأمراض.

-إجراء البحوث والتحليلات للمشورة الوراثية والمقبلين على الزواج وتحليل نواتج الحمل.

-تقدير وتقييم بعض التطبيقات العلاجية للأدوية وإمكانية تطويرها.

-دراسة أمراض الذكورة الوراثية والإجهاض المبكر الوراثى.

فى مجال الدواء.

-دراسة بعض المركبات الطبيعية والمركبات الثانوية فى الفلورا المصرية فى علاج الأمراض مثل السكر وأمراض الدم والكبد ومضادات الأورام والسرطانات ، ......

-دراسة بعض المنتجات الخلوية Cytokines وإنتاجها خارج الخلية In vitro للاستخدامات العلاجية المثالية.

-التشخيص الجزيئى للأمراض في الإنسان والنبات والحيوان .

-دراسة الجزيئات السالبة Antisense كأحدث وسائل العلاجات المستقبلية.

في مجال البيئة والإصحاح البيئي:

-استخدام الكائنات الدقيقة في التخلص من النفايات والملوثات وكذلك التحليل البيولوجى للمخلفات الزراعية وغيرها للاستفادة منها.

-التسميد الحيوي والمكافحة الحيوية للأمراض النباتية والحيوانية.

في المجال الزراعي: 

-تنمية المحاصيل الزراعية التقليدية بوسائل النقل الجينى للصفات الاقتصادية او النوعية أو المقاومة للأمراض أو الحشرات.

-الإكثار الدقيق كوسيلة فعالة وآمنة للحفاظ على الأصناف وإكثار الأصناف النادرة وكذا مقاومة الأمراض والفيروسات الممرضة.

-جمع الأصول الوراثية والمحافظة عليها وتصنيفها على المستوى الجزيئى.

فى مجال الصناعات الغذائية:

-التركيز على دراسة الاستفادة من النواتج الثانوية للألبان بنظم جديدة.

-استنباط السلالات الميكروبية المستخدمة في الصناعات الغذائية والتخمرات لزيادة الكفاءة وتقليل الفاقد فى مخلفاتها وإكساب صفات مرغوب فيها في الطعم أو الرائحة أو التخزين.

-مجال البحوث :

الخطة البحثية والأبحاث الجارية

تتلخص الخطة البحثية لأقسام المعهد فيما يلى :-

أولا :- قسم البيولوجيا الجزيئية 

1 - استخدام لقاح من الحامض النووي الديوكسى ريبوزى كوسيلة لأحداث استجابة مناعية خلوية ضد الميكوبلازما.

2 -دراسات بيولوجية جزيئية على إنتاج لقاحات متداولة عن طريق الفم لمقاومة الفيروس الكبدي الوبائي( ب).

3- دراسات وراثية على بعض أنواع الأسماك .

4- التأثير الوقائي لموانع التأكسد الطبيعية ضد تأثير الادرياميسين الذي يسبب السمية الحادة للقلب في الفئران.

5- التأثير الضد سرطاني لبعض المتراكبان المخلقة حديثا .

6- دراسة جزيئية لتأثير سم نحل العسل على الفئران البيضاء الحاملة للأورام .

7- دراسات كيمائية حيوية و بيولوجية على المرضى المصابين بالدرن الرئوي .

8- تقييم لبعض مضادات تليف الكبد المستخلصة من المنتجات الطبيعية .

9-التشخيص الجزيئيى لطفرة العامل الخامس بين الحالات المصرية المصابة بموت أجزاء من عضلة القلب

10-دراسة تحليلية للعوامل المؤثرة فى تكوين الأوعية الدموية فى امصال المرضى المصابين بسرطان الكبد الناتج عن الأصابة بالتهاب الكبد الوبائى 0 ( سـى )

11-تنظيم العوامل المنشطة والمثبطة لتكوين الأوعية الدموية فى فئران مصابة بالسرطان

12-استخدام البصمة الجزيئية لتعريف التعدد المظهرى الوراثى ومواقع الصفات الكمية فى بعض العشائر النباتية

13-الأهمية الطبية لعامل نمو الخلايا المبطنة للأوعية الدموية كأحدى عوامل تجدد تكوينها فى الأورام التعددية بنخاع العظم

14-تعريف الجزيئيات ذات العرض المتابين للتبكير و/ او زيادة النمو فىالنبات0

15-دور البروتينات المرتبطة ( ثيوثين ) بالعدوى فى عملية الاصابة بالفيروس فى نباتات البطاطس

16-دراسات جزيئية على بعض البروتينات المرتبطة بالعدوى المرضية فى النبات

17-دراسات بيولوجيا جزيئية على تفحم قصب السكر

18-دراسات جينومية على بعض أنواع جنس الفول00

19-دراسات بيولوجيا جزيئية على تحمل النبات للمعادن

20-دراسات بيولوجيا جزيئية على صفات الإنتاجية العالية والمنخفضة فى النبات0

\ثانيا :- قسم البيوتكنولوجيا الميكروبية 

1- دراسات حول نشاط مضادات بعض الأورام المستخلصة من الطحالب .

2- دراسات وراثية على انتاجية احد مثبطات البيتا – لاكتاميز فى البكتريا0

3- التنظيم والتعبير الجينى لجينات هدم السليلوز المنقولة الى بكتريا القولون.

4- دراسات على المخصبات الحيوية باستخدام البكتريا الحرة المثبتة للأزون الجوى0

5- دراسات بيوتكنولوجية على مضادات الفطريات من الأكتينوميسس .

6- دراسات كيموحيوية و جزيئية حول بعض الأنزيمات الميكروبية ذات التطبيقات الطبية.

7- دراسة كيموحيوية لنواتج بعض الميكروبات المضادة لتكوين الأورام .

8- دراسات بعض العوامل الفسيولوجية التى تنظم جينات تثبيت النتروجين فى الميكروبات 0

9- دراسات بيوتكنولوجيا للإنزيمات الميكروبية المحللة للهيميسيليلوز ( المانان).

ثالثا :- قسم البيوتكنولوجيا النباتية

1- دراسات بيوتكنولوجيا على بنجر السكر .

2- دراسة التنوع البيولوجي الوراثي لبعض أصناف الزيتون المصرية باستخدام الطرق الحديثة فى البيولوجيا الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية.

3- استجابة بعض اصناف بنجرالسكر للتسميد الحيوى والمعدنى بالنتروجين فى الاراضى الجديدة0

4- دراسات على بعض بكتريا الايزو سفير المنشطة لنمو النباتات وعلاقتها بالاكثار الدقيق لنخيل البلح 0

5- دراسات بيوتكنولوجيا على النيماتودا التى تصيب الموز0

6- دراسات بيوتكنولوجية على أقلمة نبيتات نخيل البلح الناتجة بتقنية زراعة الأنسجة .

7- دراسات فسيولوجية و بيوتكنولوجية على إكثار نباتات الموز معمليا.

8- أنتاج نباتات بطاطس خالية من الأمراض .

9- دراسة المقاومة لفيروس التخطيط الأصفر في الذرة في مصر

10- دراسات على مزارع الأنسجة النباتية كمصدر للمركبات الكيماوية الحيوية0

11-إكثار نباتات الزيتة بالزراعة النسيجية

12- دراسات على اكثار نبات الجينكو وانتاج المركبات الثانوية باستخدام تقنيات الزراعة النسيجية

13- دراسات كيمو نباتية على النباتات الطبية ( الجاتروفا )

14- دراسات بيوتكنولوجيا على مرض التبقع الشبكى فى بعض سلالات الشعير المرباه حديثا وعلاقتها بالاجهادات غير الاحيائية

15- تحسين فول الصويا بتقنيات الهندسة الوراثية 0

16- دراسات بيوتكنولوجيا على إنتاج الأجنة الجسدية للبذور الصناعية لنخيل البلح

17-دراسات على الإكثار المعملي لأصناف نخيل البلح الأسواني وحفظها معمليا0

رابعا :- قسم البيوتكنولوجيا الحيوانية

1- التشخيص الجزيئى للأمراض المعدية في الاسماك0

2- دراسة نقل المادة الو راثية لإحداث تغيرات مرغوبة فى تربية الدواجن0

3- التأثير الجزيئى للمعاملات الشائعة لمعالجة الدواجن على أصناف معينة في مصر

4- دراسات مقارنة على انتاج المنتجات الخلوية فى المزارع الخلوية 0

5- دراسة بيو كيمائية وجزيئية لنشاط مركبات البوليفينول على الخلايا السرطانية الصلبة فى الفئران البيضاء 0

6- دراسات فى مزارع خلايا الحشرات المقاومة وعلاقتها بكفاءة الإصابة بالفيروسات الممرضة للحشرات0

7- التاثيرات الجزيئية والمناعية المتداخلة لعدوى الحشرات بالفيروسات الممرضة المغلفة العضوية والنيماتودا المتخصصة

خامسا:- قسم البيوتكنولوجيا الصناعية

- دراسات على البروتين القاتل للخميرة ودوره فى الصناعات التخميرية0

2- دراسات بيوتكنولوجية على إنتاج البوليمرات القابلة لتحلل الحيوى.

3- دراسات ميكروبية على بعض الخمائر لانتاج مواد ذات أهمية إقتصادية.

4- إنتاج منقوع الذرة المتخمر بإستخدام بكتريا حامض اللاكتيك.

5- دراسة مقارنة على التغليف الدقيق للانترفيرون ألفا وكفاءته0

6- دراسة نشاط اللكتين لنبات الجاتروفاكوركاس صناعيا.

7- خصائص مسببات الحساسية لحبوب لقاح نبات ديلونكس ريجيا.

8- لتدوير البيولوجى للمخلفات الصناعية للألبان.

9- الخصائص الوظيفية لبكتريا حامض اللاكتيك المعزولة من الاغذية المصرية المتخمرة0

سادسا:- قسم البيوتكنولوجيا البيئية

10- الانتفاع البيئى لبعض الإنزيمات الميكروبية.

11- دراسات بيولوجيا جزيئية على ميكروبات منطقة الجذور0

12-استخدام تطبيقات التكنولوجيا البيئية المتقدمة لمعالجة اختيارات محد دة من الملوثات العضوية الممتدة البقاء والمبيدات. 

المكافحة الحيوية لبعض الفطريات الممرضة- للنعناع .

سابعا:- قسم المشخصات الجزيئية

- الأصول الوراثية للالتهابات الجلدية فى الاطفال0

2- دراسة نسبة حدوث انتقاصات فى الكروموزوم الذكرى (4) فى ذكور مصريين يعانون من عيوب فى تكوين الحيوانات المنوية 0

3- التحليل الوراثي لعقم الرجال0

4- إنتاج الأجسام المضادة أحادية النسيلة فى المزارع للتطبيقات الطبية والبيئية0

5-دراسة الموت المنظم للخلية فى أمراض الدم السرطانية فى الاطفال0

6- تشخيص الأمراض الوراثية المبكر للأجنة الجسدية الناتجة عن عملية الإخصاب خارج الرحم 0

7- التحورات المحتملة في ايض دواء معين تحت تأثير بعض الأمراض المحدثة أو التعرض للملوثات ( دراسة فسيولوجيا مرضية ).

8- دراسات جزيئية عن بعض النواحى السرطانية.

9- التشخيص الجزئيى للعدوى بفيروس التهاب الكبد الوبائى س0

10- التقدير النوعى للحمض النووى (رنا) لفيروس التهاب الكبدى فى مرضى الكبد المزمنيين باستخدام طريقة P C R مقارنة بما يتم عمله بالطريقة التجارية0

ثامنا :- قسم المعلوماتية الحيوية

1- التشخيص الجزئي لبعض مثبطات البروتينيز0

2- دراسة جزيئية على جين ( جينات ) الاجهادات البيئية للملوحة والجفاف في بعض النباتات البرية.

3-الانتفاع بالمعلوماتية الحيوية فى بيوتكنولوجيا النبات0

4- دراسات على التنوع الوراثى والجزيئى فى القمح 0

5- دراسات بيولوجيا جزيئية على بعض بر وتينات الوقاية في النبات.

6- دراسات جزيئية على اصناف نخيل البلح.

7-دراسة المقاومة لفيروسات فول الصويا.

في مجال البيئة والإصحاح البيئي :

تجري دراسات عن التسميد الحيوي والمكافحة الحيوية للأمراض النباتية والحيوانية وكذلك استخدام الكائنات الدقيقة فى التخلص من النفايات والملوثات والتحليل البيولوجي للمخلفاالزراعية وغيرها