تعيين جنسيت گوساله پيش از تولد

در سالهاي اخير، بيوتكنولوژي به پيشرفتهاي قابل توجهي در توليد محصولات كشاورزي و دامي دست يافته است كه شامل انتقال يك ژن ويژه از يك گونه به گونه ديگر براي توليد ارگانيسم ترانسژن، توليد دامها و گياهان مشابه از نظر ژنتيكي و آميخته كردن انواع مختلف سلولها براي توليد محصولات مفيد دارويي مي باشد. پيشرفتهاي حاصله كاربردهاي زيادي در توليدات دامي از طريق افزايش رشد دام، ظرفيت توليدمثلي، سلامتي دام و توسعه محصولات جديد دامي، داشته اند. اما مبحثي كه طي سالها،توجه مطالعات و آزمايشات تحقيقاتي زيادي را بخود معطوف ساخته است، امكان ايجاد و توسعه تكنيكي است كه بتواند، به منظور پيش بيني جنس گوساله، اسپرم را در ابتداي كار، تعيين جنس كند. توانايي و امكان تعيين جنسيت گوساله، يك هدف قديمي صنعت گاو شيري و گوشتي در دنيا بوده است و در حال حاضر به عنوان يكي از تكنيكهاي توليدمثلي مطلوب شناخته شده است. اين روش، سيستمي است دقيق به منظور جداسازي كروموزومهاي جنسي X و Y در اسپرم كه با امر تلقيح مصنوعي همراه است و اثرات بسياري بر بازده توليد شير و گوشت خواهد داشت. اين تكنولوژي كاربرد زيادي به منظور تغييرات و اصلاح ژنتيكي دام دارد كه يك مثال بارز آن در صنعت گاو شيري است. به عنوان مثال در يك گله گاو شيري، به منظور تأمين 20 درصد جايگزين گله، بايد چيزي بيشتر از نصف گله با نرهاي موردنظر آميزش داده شوند. اما چنانچه تليسه ها با اسپرم از قبل تعيين شده ، آميزش داده شوند، كمتر از يك سوم گله به منظور فراهم كردن جايگزين، نياز خواهد بود.
اولين پيشرفت حاصله در جداسازي كروموزمهاي جنسي در اسپرم از طريق كشف اين موضوع بدست آمد ه اسپرم هاي تعيين كننده افراد ماده (X )، 3-4 درصد DNA بيشتري از اسپرم هاي تعيين كننده افراد نر (Y ) دارند (البته اين ميزان بستگي به گونه موردنظر دارد). در حاليكه اين تفاوت در ميزان DNA بسيار ناچيز به نظر مي رسد، اما براي ايجاد و توسعه روشي به منظور جداسازي اسپرم هاي تعيين كننده جنس نر ( اسپرم هاي داراي كروموزوم Y) و اسپرم هاي تعيين كننده جنس ماده ( اسپرم هاي داراي كروموزوم X ) مورد استفاده قرار مي گيرد. جداسازي اسپرمها به دو گروه اسپرمهاي دراري كروموزوم X و كروموزوم Y، بر اساس تفاوت در ميزان DNA آنها و با استفاده از ميزان رنگ فلورسانتي كه از DNA تابيده مي شود، انجام مي گيرد. زمانيكه پرتو ليزر، به رنگ فلورسانت بر روي DNA تابيده مي شود، آن را روشن مي كند و هر اسپرم نوري را نسبت به ميزان DNA موجود، پراكنده مي سازد. به دنبال آن اسپرمها از يكديگر جدا شده و درون 2 لوله مجزا جمع آوري مي شوند. پس به دليل اينكه اسپرم داراي كروموزوم جنسي X ( تعيين كننده جنس ماده ) حاوي DNA بيشتري است، در نتيجه نور بيشتري را ساطع مي كند و مي تواند از اسپرم داراي كروموزوم Y، با استفاده از روند سيتومتري جدا شود. دقت اين تكنيك بالاست و در نخستين آزمايشات ،بيشتر از 90 درصد گوساله ها، بدنبال استفاده از اين روند، مطابق با جنسي كه قبل تعيين شده بودند، متولد شدند. اما با وجود دقت بالاي كار، استفاده از اشعه ليزر مي تواند قابليت زنده ماندن اسپرمي كه طي اين روند، تعيين جنس شده است را كاهش دهد و در نتيجه، بازده كار پايين آيد.
اين روش به توليدكنندگان گاو شيري، اين امكان را مي دهد تا گاوهاي شيري برتر و پرتوليد را با اسپرم داراي كروموزوم X به منظور توليد تليسه ها، و گاوهاي ماده با توليد پايين تر را با اسپرم داراي كروموزوم Y از نرهاي گوشتي به منظور توليد گوساله هاي نر، تلقيح كند. پس با استفاده از اين روش هميشه مي توان، تليسه جايگزين را از گاوهاي شيري با توليد بالا و گوساله نر آميخته تيپ گوشتي با ارزش بالا را از گاوهايي كه توليد پايين دارند، بدست آورد. در صنعت گاو گوشتي، نيز، ماده ها با عملكرد بالا مي توانند با اسپرم داراي كروموزوم X به منظور توليد تليسه به عنوان جايگزين آميزش داده شوند، كه در نتيجه آن ، سرعت پيشرفت ژنتيكي درون گله نيز افزايش مي يابد. كاربرد ديگر اين روش مي تواند در توسعه و افزايش لاين هاي مادري و آميخته هاي تجارتي باشد. استفاده از اسپرم تعيين جنس شده ، افزايش گاوهاي ماده گله با صفات مادري عالي را ( بازده توليدمثلي بالا، توليد شير خوب و رفتار مادري مناسب ) به منظور آميزش با نرها براي توليد فراهم خواهد ساخت كه اغلب گوساله هايي با صفت پرواري و لاشه خوب، توليد مي كنند. با اجراي اين تكنينك، امكان سازگار كردن گاوهاي ماده با محيط و توليد گوساله‌هاي يكنواخت‌تري كه گوشت با كيفيت بالا توليد مي كنند، نيز وجود خواهد داشت.
در حال حاضر، در حاليكه، اسپرم تعيين جنس شده در مطالعات نامحدودي از توليد جنين در محيط آزمايشگاه استفاده مي شود، هزينه بالا و بازده پايين آن در صورت كاهش قابليت زنده ماندن اسپرم ها، نشان مي دهد كه اسپرم تعيين جنس شذه از طريق اين تكنولوژي، هنوز براي استفاده وسيع در تلقيح مصنوعي، مناسب نمي باشد. اين روش كه بر اساس ميزان DNA انجام مي گيرد، به درجه بالايي از مهارتهاي تكنيكي نياز دارد و دربرگيرنده تعدادي از روش هاي مشخص و اصلاح شده مي باشد.
با اين وجود، علم جديد پروتئوميكس ، روش ديگري را براي توسعه روش علمي و اقتصادي تعيين جنس اسپرم، پيشنهاد كرده است. به اين ترتيب كه، با استفاده از پروتئينهاي ويژه كروموزوم جنسي (Scsps ) ، كه بر روي سطح اسپرم قرار دارند، به منظور پيشرفت روش جداسازي كروموزومهاي جنسي X و Y در اسپرم ها، اجراي يك روش ايمنولوژيكال را فراهم مي سازد كه براي اسپرم ها كمتر مضر و مخرب خواهد بود. (شكل 3 )
در اين روش، آنتي باديها، اسپرم ها از يك جنس را به يكديگر چسبانده و پيوند مي دهند و اسپرمي كه معلق مانده و تركيب نشده، از جنس مخالف بوده كه مي تواند به راحتي جدا شود و براي امر تلقيح مصنوعي مورد استفاده قرار گيرد.بطور كلي اين تكنولوژي، به دامداران كمك مي كند تا جنس مطلوب خود را به هر ميزان كه موردنياز است، بدون توليد جنس ديگر، افزايش دهند. به گفته محققين، اين روش جديد، مي تواند، بطور بالقوه سالانه، ميليونها دلار را در صنعت پرورش گاو ذخيره كند.

1- سيتومتري : شمارش سلولها با استفاده از سيتومتر
2- پروتئوميكس : يك زمينه جديد علمي در مطالعات ژنتيكي است كه به بررسي تمامي پروتئينهاي بيان شده توسط يك ژنوم مي پردازد، كه شامل شناسايي پروتئينهاي بدن، تعيين وظايفشان و ... مي باشد. پروتئوميكس بسيار به مطالعه ژنوم پيوسته است.
3- ترمينال – كراس : يك شيوه تلاقي گري است كه در آن همه نتاج حاصل از تلاقي ( آميخته گري ) فروخته و يا كشتار مي شوند و در گله جايگزين مورد استفاده قرار نمي گيرند.