مروري بر تكنيكهاي همسانه سازي (Cloning) در پستاندارن

مروري بر تكنيكهاي همسانه سازي (Cloning) در پستاندارن

مقدمه:
در روند تكامل، توليد مثل جنسي موجودات عالي به عنوان راهي براي حفظ تنوع ژنتيكي جمعيتهاي انتخاب شده است كه بقاي آن موجود در مواجهه با شرايط مختلف را امكانپذير مي سازد. در اين نوع توليد مثل هر يك از اين نطفه ها حامل نيمي از ژنهاي والدين نر و ماده مي باشد كه به فرزندان منتقل مي شود. تا قبل از كشف روش كلونينگ تصور بر اين بود كه سلولهاي سوماتيك پس از تمايز يافتن قادر به برگشت به حالت اوليه ( تمايز نيافته) نمي باشند.


به عبارت ديگر تصور قبلي بر اين پايه بود كه سلولهاي سوماتيك با وجودي كه تمامي ژنها را در هسته همراه دارند، با اين وجود قادر به توليد موجودي كامل نيستند. كلون كردن به معني تكثير غير جنسي است نمونه عملي آن، تكثير گياهان است و يا در حشراتي مانند زنبور عسل و خزندگان و ماهيها و آبزياني همانند آرتميا پديده اي به نام بكرزائي (Pathenogenis) وجود دارد كه مي توان آن را پديده اي مشابه كلونينگ دانست. كشت بافت گياهي فرآيندي است كه در آن قطعات كوچكي از بافت زنده گياهي جدا شده و به مدت نامحدودي در يك محيط مغذي سترون رشد داده مي شود.كلونينگ از طريق مهندسي ژنتيك در گياهان، حيوانات و يا حتي باكتريها، براي توليد انبوه با كيفيت خاص صورت مي گيرد. از طريق اين تكنولوژي مي توان نسلهاي در حال انقراض را نجات داد. از مزاياي شبيه سازي در پرورش دامهاي اهلي مي توان به استفاده از تعداد محدودي از حيوانات پر توليد با هزينه نگهداري كمتر و افزايش سريع پيشرفت ژنتيكي گله اشاره كرد. با توجه به اينكه فنوتيپ افراد عمدتا تحت تاثير مشترك وراثت و محيط مي باشد هيچگاه حتي در دو قلوهاي يكسان، دو فرد كاملا شبيه به هم نخواهد بود. نتيجتا در شبيه سازي ژنوتيپ افراد كاملا مشابه مي باشد اما دو فرد مذكور فنوتيپ يكساني نخواهد داشت.
روشهاي كلونينگ:
شبيه سازي با روشهاي گوناگوني و با اهداف متفاوت انجام مي پذيرد كه بطور كلي سه روش كلي در اين مورد وجود دارد:
الف- كلونينگ روياني(Embryonic Cloning)
اين روش همان روشي است كه در طبيعت در تولد دوقلوها يا چند قلوها رخ مي دهد. در اين روش در شروع مراحل تقسيم جنيني بعد از لقاح، يعني زماني كه هنوز سلولهاي جنيني تمايز نيافته اند يك سلول را جدا و با تحريكات، اين سلول را به ادامه تقسيم تا حد به وجود آمدن يك جنين مستقل وادار مي كنند.
ب- كلونينگ توليد مثلي(Reproduction Cloning)
هدف از اين روش، توليد موجودات زايا با استفاده از سلولهاي سوماتيك مي باشد. در اين روش در مرحله خاصي از تقسيم سلولي، هسته سلولهاي سوماتيك را كه در هسته شان حاوي تمامي ژنهاي موجود مي باشند جدا كرده و پس از تيمار الكتريكي يا شييميايي اين هسته را در داخل يك تخم لقاح نيافته كه هسته آن قبلا خارج شده قرار مي دهند سپس مجموعه حاصل را در رحم مادري كه بطور مصنوعي شرايط آبستني در آن القاء شده لانه گزيني مي نمايند كه در نهايت موجود جديد كاملا شبيه فردي خواهد شد كه سلول سوماتيك از آن اخذ شده است.
ج- كلونينگ درماني(Therapeutic Clonig)
در اين روش ابتدا با استفاده از سلولهاي سوماتيك يك فرد، شبيه سازي انجام مي گردد و در مرحله اوليه جنيني از روياني كه حاوي چند سلول است تعدادي سلول جدا و در محيط كشت اختصاصي، سلول، بافت يا اندام مورد نظر تكثير مي شود. هدف از اين روش توليد بافت يا عضوي است كه فرد از دست داده است مثل پوست تحليل رفته در نتيجه سوختگي، كليه، كبد، مغز استخوان، قلب، سلولهاي عصبي يا عضلاني. واضح است پيوند اعضا توليد شده به خود شخص، به دليل قرابت ژنتيكي به مراتب موفقيت آميزتر است و بعد از پيوند نيازي به مصرف داروهاي مضرر به منظور جلوگيري از دفع پيوند به مدت طولاني وجود ندارد.
تاريخچه كلونينگ:
تكنيك كلونينگ ابتدا در دوزيستاني مثل قورباغه موفقيت آميز بود. در سال 1996 خبر تولد اولين گوسفند همانند سازي شده مدتها تيتر بسياري از نشريات و منابع خبري را به خود اختصاص داد. مبناي علمي اين خبر در سال 1997 در يك مقاله چاپ شده در مجله نيچر تحت عنوان» توليد نتاج زنده حاصل از سلولهاي جنسي و سلولهاي بالغ پستانداران« به اثبات رسيد. اين گوسفند ماده از سلولهاي پستاني منجمد يك گوسفند كه سالها پيش مرده بود، بدست آمد. در بوجود آوردن دالي دانشمندان با جدا سازي 227 سلول از سلولهاي پستان گوسفند بالغ و انتقال آن به 227 تخمك غير بارور كه هسته آنها خارج شده بود توانستند سلولهاي جنيني بوجود آوردند و آنها را به مدت 6 روز در آزمايشگاه كشت دادند. دانشمندان سپس 29 سلول جنيني را كشت داده و به 29 ميش جانشين به عنوان مادر دوم وارد كرده و در رحم لانه گزيني نمودند در نهايت فقط يكي از آنها توليد گوسفند زنده به نام دالي كرد كه بعد از 5 ماه و نيم از دالي متولد شد.
در حقيقت دالي دوقلوي يكسان همان گوسفندي بود كه مدتها پيش مرده بود. نژاد گوسفند دالي از نژاد فين دورست بود و نام آن از خواننده معرف دالي پاترن گرفته شده بود. زمان تولد دالي 5 جولاي 1996 بود كه با وزن تولد 5/6 كيلو در موسسه رازلين اسكاتلند متولد شد. در نتيجه آميزش طبيعي دالي با يك قوچ نژاد ولش مانتيشن كه ديويد نام داشت در آوريل 1998 يك بره به نام Bonnie متولد شد و در طول زندگي دالي توانست شش بره سالم را بدنيا آورد. در همان سن 6 سالگي مشخص شد كه دالي مبتلا به فرسودگي مفاصل و پيري زود رس شده است از آنجاييكه گوسفند معمولا مي تواند 12 تا 13 سال زندگي كند اين سوال مطرح شده كه چرا دالي در حالي كه شش سال داشت به بيماري مختص دوران كهولت گوسفندان مبتلا شده است. در 14 فبريه 2003 به حيات اين گوسفند به علت بيماري عفونت ريه و جراحات كشنده ناشي از اين بيماري خاتمه داده شد. ايان ويلموت سرپرست تيم بوجود آورنده دالي، ابراز نمود كه عفونت ريه يك عارضه معمولي در گوسفنداني است كه به مدت طولاني در اصطبل نگهداري مي شوند و با احتمال مساوي امكان بروز اين عارضه در گوسفندان غير همانند سازي شده قابل انتظار است. ويلموت در ادامه سخنان خود افزود كه احتمالا دالي اين بيماري را از گوسفندان ديگري كه همراه او در اصطبل نگهداري مي شدند گرفته بود. در هنگام مرگ دالي شش سال داشت پس از مرگ پيكر دالي در موزه بين المللي اسكاتلند نگهداري شد و در معرض ديد عموم در شهر ادينبورگ قرار گرفت.يك سال پس از تولد دالي، در سال 1998 اولين موشهاي همانند سازي شده و طي سالهاي 1999 الي 2000 اولين خوك، بز و گاو همانند سازي شده با موفقيت به دنيا آمدند. اولين قاطر كلون شده در 5 مه 2003 توليد گرديد و با اين تولد اميد به موفقيت در كلون كردن آتي اسبهاي مسابقه افزايش يافت. دانشمندان دانشگاه آيداهو با قرار دادن DNA سلول پوست يك قاطر به درون تخمك تخليه شده، يك اسب به تولد رساند. يانگ يانگ بز همانند سازي از يك سلول سوماتيك مي باشد كه توسط دانشمندان چيني بوجود آمده است. در همانند سازي اين بز از تكنيكي به نام انتقال هسته استفاده شد. در اين تكنيك از سلولهاي گوش يك بز بالغ و از سلولهاي تخمك بزهاي ديگر نمونه گيري و كشت سلولي انجام شد. بز يانگ يانگ از طريق اميزش طبيعي با يك بز نر 6 ساله موفق به توليد دو بزغاله با جنسيت نر و ماده شد كه تا كنون گفته مي شود هر دو بز از لحاظ سلامتي در وضعيت مناسبي به سر مي برند.در 27 دسامبر سال گذشته شركت كلونايد به عنوان نخستين موسسه فعال در زمينه Human Cloning كه در سال 1997 ميلادي توسط فرقه اي بنام رايليان به رهبري فردي بنام Claude Vorihon مشهور به دايل تاسيس گرديد ادعا كرد اولين انسان همانند سازي شده را بوجود آورده است.اين فرقه با افكار عجيب خود معتقدند كه انسان بر روي زمين توسط موجودات ساير كرات از طريق روشهاي مهندسي ژنتيك بوجود آمده است. ا ولين انسان كلون شده كه توسط اين شركت پا به كره خاكي گذاشته، دختري است كه زيركانه به نام حوا(Eve) براي او انتخاب گرديده و از يك زن 31 ساله آمريكايي نشات گرفته است. منشا اين دختر يك سلول از كودك دو ساله اي بود كه در يك سانحه رانندگي جان باخته است. هنوز آزمايش DNA بر روي كودك صحت ادعا را ثابت نكرده است.
مزايا و معايب كلونينگ:
حيوانات كلون شده اجازه پيشرفت سريع در درك مكانيزم روشن و خاموش كردن ژنها را مي دهد و بوسيله استفاده از حيوانات همانند سازي شده و يكسان از لحاظ ژنتيكي دانشمندان قادرند نتياج سريع و دقيقي را بدست آوردند چرا كه تفائت ژنتيكي در اين موجودات به حداقل ممكن خود رسيده است. از ديگر مزاياي اين تكنيك، كلونينگ سلولهاي حيواني اينست كه به ما اجازه مي دهد كه گونه هايي از موجودات زنده را كه در خطر انقراض قرار دارند را نجات دهيم.
از اهداف كلونينگ در آزمايشگاههاي كشورهاي مختلف مي توان به امكان بازيابي جواني، كمك به پيشگيري حملات قلبي، استفاده از سلولهاي بنيادي براي ترميم سلولهاي مغز و بافتهاي سوخته ، درمان نازايي، درمان ژنهاي معيوب، درمان سرطان و كاربردهاي محرمانه نظامي اشاره نمود.
از معايب اين روشها اينست كه دانشمندان هنوز به حيات طولاني مدت و سلامت حيوانات كلون شده اطمينان ندارند. اين به دليل آن است كه سلولهايي كه عمر بالايي دارند و در معرض اشعه تميار مي شوند ممكن است حاوي جشهااي مضرر در ژنوم شوند. بعضي متخصصان بر اين باورند كه با وجودي كه گله هاي يكسان حاصل از كلونينگ توليد مناسبي را خواهند داشت اما به علت كاهش شديد تنوع امكان هر نوع نتايج غير قابل پيش بيني وجود خواهد داشت. در نهايت اعداد و ارقام ناشي از همانند سازي نيز همواره نشان مي دهد كه احتمال موفقيت در همانند سازي در بهترين حالت 5 الي 10 درصد مي باشد و در حدود 75 درصد كلونها در دو ماه اول زندگي از بين مي روند. دستيابي به تكنيكهاي اين روش به دست بزهكاران نيز تهديد جدي و نگران كننده عمده اي است كه ممكن است جهان را با نابودي مطلق روبرو كند.
جمع بندي:
كلون كردن به معني تكثير غير جنسي است.كلونينگ از طريق مهندسي ژنتيك در گياهان، حيوانات و يا حتي باكتريها، براي توليد انبوه با كيفيت خاص صورت مي گيرد. از طريق اين تكنولوژي مي توان نسلهاي در حال انقراض را نجات داد. از مزاياي شبيه سازي در پرورش دامهاي اهلي مي توان به استفاده از تعداد محدودي از حيوانات پر توليد با هزينه نگهداري كمتر و افزايش سريع پيشرفت ژنتيكي گله اشاره كرد. از اهداف كلونينگ در آزمايشگاههاي كشورهاي مختلف مي توان به امكان بازيابي جواني، كمك به پيشگيري حملات قلبي، استفاده از سلولهاي بنيادي براي ترميم سلولهاي مغز و بافتهاي سوخته ، درمان نازايي، درمان ژنهاي معيوب، درمان سرطان و كاربردهاي محرمانه نظامي اشاره نمود. در بهمن ماه 1381 انجمن ژنتيك ايران طي بيانه اي ضمن تاكيد بر حقوق اساسي انسانها و احترام به خانواده و حقوق آن به عنوان بنيادترين نهاد مدني، كاربرد صحيح و قانونمند دستاوردهاي علمي چون كلونينگ در راستاي بهبود درماني و سلامت انسان را لازم دانست.
آرش جوانمرد. پژوهشكده بيوتكنولوژي كشاورزي شمالغرب و غرب كشور(ABRII-T)
به نقل از پارس بيولوژي