تکنیکهای همسانه سازی در پستاندارن

در روند تكامل، تولید مثل جنسی موجودات عالی به عنوان راهی برای حفظ تنوع ژنتیكی جمعیتهای انتخاب شده است كه بقای آن موجود در مواجهه با شرایط مختلف را امكانپذیر می سازد.
در این نوع تولید مثل هر یك از این نطفه ها حامل نیمی از ژنهای والدین نر و ماده می باشد كه به فرزندان منتقل می شود. تا قبل از كشف روش كلونینگ تصور بر این بود كه سلولهای سوماتیك پس از تمایز یافتن قادر به برگشت به حالت اولیه ( تمایز نیافته) نمی باشند. به عبارت دیگر تصور قبلی بر این پایه بود كه سلولهای سوماتیك با وجودی كه تنمامی ژنها را در هسته همراه دارند، با این وجود قادر به تولید موجودی كامل نیستند.
كلون كردن به معنی تكثیر غیر جنسی است نمونه عملی آن، تكثیر گیاهان است و یا در حشراتی مانند زنبور عسل و خزندگان و ماهیها و آبزیانی همانند آرتمیا پدیده ای به نام بكرزائی (Pathenogenis) وجود دارد كه می توان آن را پدیده ای مشابه كلونینگ دانست. كشت بافت گیاهی فرآیندی است كه در آن قطعات كوچكی از بافت زنده گیاهی جدا شده و به مدت نامحدودی در یك محیط مغذی سترون رشد داده می شود.
كلونینگ از طریق مهندسی ژنتیك در گیاهان، حیوانات و یا حتی باكتریها، برای تولید انبوه با كیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تكنولوژی می توان نسلهای در حال انقراض را نجات داد. از مزایای شبیه سازی در پرورش دامهای اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پر تولید با هزینه نگهداری كمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیكی گله اشاره كرد. با توجه به اینكه فنوتیپ افراد عمدتا تحت تاثیر مشترك وراثت و محیط می باشد هیچگاه حتی در دو قلوهای یكسان، دو فرد كاملا شبیه به هم نخواهد بود. نتیجتا در شبیه سازی ژنوتیپ افراد كاملا مشابه می باشد اما دو فرد مذكور فنوتیپ یكسانی نخواهد داشت.
روشهای كلونینگ: شبیه سازی با روشهای گوناگونی و با اهداف متفاوت انجام می پذیرد كه بطور كلی سه روش كلی در این مورد وجود دارد:
الف) كلونینگ رویانی(Embryonic Cloning) این روش همان روشی است كه در طبیعت در تولد دوقلوها یا چند قلوها رخ می دهد. در این روش در شروع مراحل تقسیم جنینی بعد از لقاح، یعنی زمانی كه هنوز سلولهای جنینی تمایز نیافته اند یك سلول را جدا و با تحریكات، این سلول را به ادامه تقسیم تا حد به وجود آمدن یك جنین مستقل وادار می كنند.
ب) كلونینگ تولید مثلی(Reproduction Cloning) هدف از این روش، تولید موجودات زایا با استفاده از سلولهای سوماتیك می باشد. در این روش در مرحله خاصی از تقسیم سلولی، هسته سلولهای سوماتیك را كه در هسته شان حاوی تمامی ژنهای موجود می باشند جدا كرده و پس از تیمار الكتریكی یا شییمیایی این هسته را در داخل یك تخم لقاح نیافته كه هسته آن قبلا خارج شده قرار می دهند سپس مجموعه حاصل را در رحم مادری كه بطور مصنوعی شرایط آبستنی در آن القاء شده لانه گزینی می نمایند كه در نهایت موجود جدید كاملا شبیه فردی خواهد شد كه سلول سوماتیك از آن اخذ شده است.
ج) كلونینگ درمانی(Therapeutic Clonig) در این روش ابتدا با استفاده از سلولهای سوماتیك یك فرد، شبیه سازی انجام می گردد و در مرحله اولیه جنینی از رویانی كه حاوی چند سلول است تعدادی سلول جدا و در محیط كشت اختصاصی، سلول، بافت یا اندام مورد نظر تكثیر می شود.
هدف از این روش تولید بافت یا عضوی است كه فرد از دست داده است مثل پوست تحلیل رفته در نتیجه سوختگی، كلیه، كبد، مغز استخوان، قلب، سلولهای عصبی یا عضلانی. واضح است پیوند اعضا تولید شده به خود شخص، به دلیل قرابت ژنتیكی به مراتب موفقیت آمیزتر است و بعد از پیوند نیازی به مصرف داروهای مضرر به منظور جلوگیری از دفع پیوند به مدت طولانی وجود ندارد. تاریخچه كلونینگ: تكنیك كلونینگ ابتدا در دوزیستانی مثل قورباغه موفقیت آمیز بود.
در سال ۱۹۹۶ خبر تولد اولین گوسفند همانند سازی شده مدتها تیتر بسیاری از نشریات و منابع خبری را به خود اختصاص داد. مبنای علمی این خبر در سال ۱۹۹۷ در یك مقاله چاپ شده در مجله نیچر تحت عنوان» تولید نتاج زنده حاصل از سلولهای جنسی و سلولهای بالغ پستانداران« به اثبات رسید. این گوسفند ماه از سلولهای پستانی منجمد یك گوسفند كه سالها پیش مرده بود، بدست آمد. در بوجود آوردن دالی دانشمندان با جدا سازی ۲۲۷ سلول از سلولهای پستان گوسفند بالغ و انتقال آن به ۲۲۷ تخمك غیر بارو كه هسته آنها خارج شده بود توانستند سلولهای جنینی بوجود آوردند و آنها را به مدت ۶ روز در آزمایشگاه كشت دادند.
دانشمندان سپس ۲۹ سلول جنینی را كشت داده و به ۲۹ میش جانشین به عنوان مادر دوم وارد كرده و در رحم لانه گزینی نمودند در نهایت فقط یكی از آنها تولید گوسفند زنده به نام دالی كرد كه بعد از ۵ ماه و نیم از دالی متولد شد. در حقیقت دالی دوقلوی یكسان همان گوسفندی بود كه مدتها پیش مرده بود. نژاد گوسفند دالی از نژاد فین دورست بود و نام آن از خواننده معرف دالی پاترن گرفته شده بود.
زمان تولد دالی ۵ جولای ۱۹۹۶ بود كه با وزن تولد ۵/۶ كیلو در موسسه رازلین اسكاتلند متولد شد. در نتیجه آمیزش طبیعی دالی با یك قوچ نژاد ولش مانتیشن كه دیوید نام داشت در آوریل ۱۹۹۸ یك بره به نام Bonnie متولد شد و در طول زندگی دالی توانست شش بره سالم را بدنیا آورد. در همان سن ۶ سالگی مشخص شد كه دالی مبتلا به فرسودگی مفاصل و پیری زود رس شده است از آنجاییكه گوسفند معمولا می تواند ۱۲ تا ۱۳ سال زندگی كند این سوال مطرح شده كه چرا دالی در حالی كه شش سال داشت به بیماری مختص دوران كهولت گوسفندان مبتلا شده است.
در ۱۴ فبریه ۲۰۰۳ به حیات این گوسفند به علت بیماری عفونت شش و جراحات كشنده ناشی از این بیماری خاتمه داده شد. ایان ویلموت سرپرست تیم بوجود آورنده دالی، ابراز نمود كه عفونت شش یك عارضه معمولی در گوسفندانی است كه به مدت طولانی در اصطبل نگهداری می شوند و با احتمال مساوی امكان بروز این عارضه در گوسفندان غیر همانند سازی شده قابل انتظار است. ویلموت در ادامه سخنان خود افزود كه احتمالا دالی این بیماری را از گوسفندان دیگری كه همراه او در اصطبل نگهداری می شدند گرفته بود.
در هنگام مرگ دالی شش سال داشت پس از مرگ پیكر دالی در موزه بین المللی اسكاتلند نگهداری شد و در معرض دید عموم در شهر ادینبورگ قرار گرفت.یك سال پس از تولد دالی، در سال ۱۹۹۸ اولین موشهای همانند سازی شده و طی سالهای ۱۹۹۹ الی ۲۰۰۰ اولین خوك، بز و گاو همانند سازی شده با موفقیت به دنیا آمدند. اولین قاطر كلون شده در ۵ مه ۲۰۰۳ تولید گردید و با این تولد امید به موفقیت در كلون كردن آتی اسبهای مسابقه افزایش یافت. دانشمندان دانشگاه آیداهو با قرار دادن DNA سلول پوست یك قاطر به درون تخمك تخلیه شده، یك اسب به تولد رساند.
یانگ یانگ بز همانند سازی از یك سلول سوماتیك می باشد كه توسط دانشمندان چینی بوجود آمده است. در همانند سازی این بز از تكنیكی به نام انتقال هسته استفاده شد. در این تكنیك از سلولهای گوش یك بز بالغ و از سلولهای تخمك بزهای دیگر نمونه گیری و كشت سلولی انجام شد.
بز یانگ یانگ از طریق امیزش طبیعی با یك بز نر ۶ ساله موفق به تولید دو بزغاله با جنسیت نر و ماده شد كه تا كنون گفته می شود هر دو بز از لحاظ سلامتی در وضعیت مناسبی به سر می برند.در ۲۷ دسامبر سال گذشته شركت كلوناید به عنوان نخستین موسسه فعال در زمینه Human Cloning كه در سال ۱۹۹۷ میلادی توسط فرقه ای بنام رایلیان به رهبری فردی بنام Claude Vorihon مشهور به دایل تاسیس گردید ادعا كرد اولین انسان همانند سازی شده را بوجود آورده است.
این فرقه با افكار عجیب خود معتقدند كه انسان بر روی زمین توسط موجودات سایر كرات از طریق روشهای مهندسی ژنتیك بوجود آمده است. ا ولین انسان كلون شده كه توسط این شركت پا به كره خاكی گذاشته، دختری است كه زیركانه به نام حوا(Eve) برای او انتخاب گردیده و از یك زن ۳۱ ساله آمریكایی نشات گرفته است. منشا این دختر یك سلول از كودك دو ساله ای بود كه در یك سانحه رانندگی جان باخته است. هنوز آزمایش DNA بر روی كودك صحت ادعا را ثابت نكرده است.
مزایا و معایب كلونینگ حیوانات كلون شده اجازه پیشرفت سریع در درك مكانیزم روشن و خاموش كردن ژنها را می دهد و بوسیله استفاده از حیوانات همانند سازی شده و یكسان از لحاظ ژنتیكی دانشمندان قادرند نتیاج سریع و دقیقی را بدست آوردند چرا كه تفائت ژنتیكی در این موجودات به حداقل ممكن خود رسیده است. از دیگر مزایای این تكنیك، كلونینگ سلولهای حیوانی اینست كه به ما اجازه می دهد كه گونه هایی از موجودات زنده را كه در خطر انقراض قرار دارند را نجات دهیم.
از اهداف كلونینگ در آزمایشگاههای كشورهای مختلف می توان به امكان بازیابی جوانی، كمك به پیشگیری حملات قلبی، استفاده از سلولهای بنیادی برای ترمیم سلولهای مغز و بافتهای سوخته ، درمان نازایی، درمان ژنهای معیوب، درمان سرطان و كاربردهای محرمانه نظامی اشاره نمود. از معایب این روشها اینست كه دانشمندان هنوز به حیات طولانی مدت و سلامت حیوانات كلون شده اطمینان ندارند. این به دلیل آن است كه سلولهایی كه عمر بالایی دارند و در معرض اشعه تمیار می شوند ممكن است حاوی جشهاای مضرر در ژنوم شوند.
بعضی متخصصان بر این باورند كه با وجودی كه گله های یكسان حاصل از كلونینگ تولید مناسبی را خواهند داشت اما به علت كاهش شدید تنوع امكان هر نوع نتایج غیر قابل پیش بینی وجود خواهد داشت. در نهایت اعداد و ارقام ناشی از همانند سازی نیز همواره نشان می دهد كه احتمال موفقیت در همانند سازی در بهترین حالت ۵ الی ۱۰ درصد می باشد و در حدود ۷۵ درصد كلونها در دو ماه اول زندگی از بین می روند.
دستیابی به تكنیكهای این روش به دست بزهكاران نیز تهدید جدی و نگران كننده عمده ای است كه ممكن است جهان را با نابودی مطلق روبرو كند. جمع بندی: كلون كردن به معنی تكثیر غیر جنسی است.كلونینگ از طریق مهندسی ژنتیك در گیاهان، حیوانات و یا حتی باكتریها، برای تولید انبوه با كیفیت خاص صورت می گیرد.
از طریق این تكنولوژی می توان نسلهای در حال انقراض را نجات داد. از مزایای شبیه سازی در پرورش دامهای اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پر تولید با هزینه نگهداری كمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیكی گله اشاره كرد.
از اهداف كلونینگ در آزمایشگاههای كشورهای مختلف می توان به امكان بازیابی جوانی، كمك به پیشگیری حملات قلبی، استفاده از سلولهای بنیادی برای ترمیم سلولهای مغز و بافتهای سوخته ، درمان نازایی، درمان ژنهای معیوب، درمان سرطان و كاربردهای محرمانه نظامی اشاره نمود. در بهمن ماه ۱۳۸۱ انجمن ژنتیك ایران طی بیانه ای ضمن تاكید بر حقوق اساسی انسانها و احترام به خانواده و حقوق آن به عنوان بنیادترین نهاد مدنی، كاربرد صحیح و قانونمند دستاوردهای علمی چون كلونینگ در راستای بهبود درمانی و سلامت انسان را لازم دانست.

آرش جوانمرد

منبع : پایگاه مقالات علمی پژوهشسرای دانش آموزی شهرستان مراغه