تکنیکهای همانند سازی

مروری بر تکنیکهای همسانه سازی (Cloning) در پستاندارن
تاریخچه، دیدگاهها و کاربردها ی نوین
مقدمه:
در روند تکامل، تولید مثل جنسی موجودات عالی به عنوان راهی برای حفظ تنوع ژنتیکی جمعیتهای انتخاب شده است که بقای آن موجود در مواجهه با شرایط مختلف را امکانپذیر می سازد. در این نوع تولید مثل هر یک از این نطفه ها حامل نیمی از ژنهای والدین نر و ماده می باشد که به فرزندان منتقل می شود. تا قبل از کشف روش کلونینگ تصور بر این بود که سلولهای سوماتیک پس از تمایز یافتن قادر به برگشت به حالت اولیه ( تمایز نیافته) نمی باشند. به عبارت دیگر تصور قبلی بر این پایه بود که سلولهای سوماتیک با وجودی که تنمامی ژنها را در هسته همراه دارند، با این وجود قادر به تولید موجودی کامل نیستند. کلون کردن به معنی تکثیر غیر جنسی است نمونه عملی آن، تکثیر گیاهان است و یا در حشراتی مانند زنبور عسل و خزندگان و ماهیها و آبزیانی همانند آرتمیا پدیده ای به نام بکرزائی (Pathenogenis) وجود دارد که می توان آن را پدیده ای مشابه کلونینگ دانست. کشت بافت گیاهی فرآیندی است که در آن قطعات کوچکی از بافت زنده گیاهی جدا شده و به مدت نامحدودی در یک محیط مغذی سترون رشد داده می شود.کلونینگ از طریق مهندسی ژنتیک در گیاهان، حیوانات و یا حتی باکتریها، برای تولید انبوه با کیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تکنولوژی 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 کمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیکی گله اشاره کرد. با توجه به اینکه فنوتیپ افراد عمدتا تحت تاثیر مشترک وراثت و محیط می باشد هیچگاه حتی در دو قلوهای یکسان، دو فرد کاملا شبیه به هم نخواهد بود. نتیجتا در شبیه سازی ژنوتیپ افراد کاملا مشابه می باشد اما دو فرد مذکور فنوتیپ یکسانی نخواهد داشت.
روشهای کلونینگ:
شبیه سازی با روشهای گوناگونی و با اهداف متفاوت انجام می پذیرد که بطور کلی سه روش کلی در این مورد وجود دارد:
الف- کلونینگ رویانی(Embryonic Cloning)
این روش همان روشی است که در طبیعت در تولد دوقلوها یا چند قلوها رخ می دهد. در این روش در شروع مراحل تقسیم جنینی بعد از لقاح، یعنی زمانی که هنوز سلولهای جنینی تمایز نیافته اند یک سلول را جدا و با تحریکات، این سلول را به ادامه تقسیم تا حد به وجود آمدن یک جنین مستقل وادار می کنند.
ب- کلونینگ تولید مثلی(Reproduction Cloning)
هدف از این روش، تولید موجودات زایا با استفاده از سلولهای سوماتیک می باشد. در این روش در مرحله خاصی از تقسیم سلولی، هسته سلولهای سوماتیک را که در هسته شان حاوی تمامی ژنهای موجود می باشند جدا کرده و پس از تیمار الکتریکی یا شییمیایی این هسته را در داخل یک تخم لقاح نیافته که هسته آن قبلا خارج شده قرار می دهند سپس مجموعه حاصل را در رحم مادری که بطور مصنوعی شرایط آبستنی در آن القاء شده لانه گزینی می نمایند که در نهایت موجود جدید کاملا شبیه فردی خواهد شد که سلول سوماتیک از آن اخذ شده است.
ج- کلونینگ درمانی(Therapeutic Clonig)
در این روش ابتدا با استفاده از سلولهای سوماتیک یک فرد، شبیه سازی انجام می گردد و در مرحله اولیه جنینی از رویانی که حاوی چند سلول است تعدادی سلول جدا و در محیط کشت اختصاصی، سلول، بافت یا اندام مورد نظر تکثیر می شود. هدف از این روش تولید بافت یا عضوی است که فرد از دست داده است مثل پوست تحلیل رفته در نتیجه سوختگی، کلیه، کبد، مغز استخوان، قلب، سلولهای عصبی یا عضلانی. واضح است پیوند اعضا تولید شده به خود شخص، به دلیل قرابت ژنتیکی 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 کلونینگ:
تکنیک کلونینگ ابتدا در دوزیستانی مثل قورباغه موفقیت آمیز بود. در سال 1996 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 1997 در یک 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 یک گوسفند که سالها پیش مرده بود، بدست آمد. در بوجود آوردن دالی دانشمندان با جدا سازی 227 سلول از سلولهای پستان گوسفند بالغ و انتقال آن به 227 تخمک غیر بارو که هسته آنها خارج شده بود توانستند سلولهای جنینی بوجود آوردند و آنها را به مدت 6 روز در آزمایشگاه کشت دادند. دانشمندان سپس 29 سلول جنینی را کشت داده و به 29 میش جانشین به عنوان مادر دوم وارد کرده و در رحم لانه گزینی نمودند در نهایت فقط یکی از آنها تولید گوسفند زنده به نام دالی کرد که بعد از 5 ماه و نیم از دالی متولد شد.
در حقیقت دالی دوقلوی یکسان همان گوسفندی بود که 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 5 جولای 1996 بود که با وزن تولد 5/6 کیلو در موسسه رازلین اسکاتلند متولد شد. در نتیجه آمیزش طبیعی دالی با یک قوچ نژاد ولش مانتیشن که دیوید نام داشت در آوریل 1998 یک بره به نام Bonnie متولد شد و در طول زندگی دالی توانست شش بره سالم را بدنیا آورد. در همان سن 6 سالگی مشخص شد که دالی مبتلا به فرسودگی مفاصل و پیری زود رس شده است از آنجاییکه گوسفند معمولا می تواند 12 تا 13 سال زندگی کند این سوال مطرح شده که چرا دالی در حالی که شش سال داشت به بیماری مختص دوران کهولت گوسفندان مبتلا شده است. در 14 فبریه 2003 به حیات این گوسفند به علت بیماری عفونت شش و جراحات کشنده ناشی از این بیماری خاتمه داده شد. ایان ویلموت سرپرست تیم بوجود آورنده دالی، ابراز نمود که عفونت شش یک عارضه معمولی در گوسفندانی است که به مدت طولانی در اصطبل نگهداری می شوند و با احتمال مساوی امکان بروز این عارضه در گوسفندان غیر همانند سازی شده قابل انتظار است. ویلموت در ادامه سخنان خود افزود که احتمالا دالی این بیماری را از گوسفندان دیگری که همراه او در اصطبل نگهداری می شدند گرفته بود. در هنگام مرگ دالی شش سال داشت پس از مرگ پیکر دالی در موزه بین المللی اسکاتلند نگهداری شد و در معرض دید عموم در شهر ادینبورگ قرار گرفت.یک سال پس از تولد دالی، در سال 1998 اولین موشهای همانند سازی شده و طی سالهای 1999 الی 2000 اولین خوک، بز و گاو همانند سازی شده با موفقیت به دنیا آمدند. اولین قاطر کلون شده در 5 مه 2003 تولید گردید و با این تولد امید به موفقیت در کلون کردن آتی اسبهای مسابقه افزایش یافت. دانشمندان دانشگاه آیداهو با قرار دادن DNA سلول پوست یک قاطر به درون تخمک تخلیه شده، یک اسب به تولد رساند. یانگ یانگ بز همانند سازی از یک سلول سوماتیک می باشد که توسط دانشمندان چینی بوجود آمده است. در همانند سازی این بز از تکنیکی به نام انتقال هسته استفاده شد. در این تکنیک از سلولهای گوش یک بز بالغ و از سلولهای تخمک بزهای دیگر نمونه گیری و کشت سلولی انجام شد. بز یانگ یانگ از طریق امیزش طبیعی با یک بز نر 6 ساله موفق به تولید دو بزغاله با جنسیت نر و ماده شد که تا کنون گفته می شود هر دو بز از لحاظ سلامتی در وضعیت مناسبی به سر می برند.در 27 دسامبر سال گذشته شرکت کلوناید به عنوان نخستین موسسه فعال در زمینه Human Cloning که در سال 1997 میلادی توسط فرقه ای بنام رایلیان به رهبری فردی بنام Claude Vorihon مشهور به دایل تاسیس گردید ادعا کرد اولین انسان همانند سازی شده را بوجود آورده است.این فرقه با افکار عجیب خود معتقدند که انسان بر روی زمین توسط موجودات سایر کرات از طریق روشهای مهندسی ژنتیک بوجود آمده است. ا ولین انسان کلون شده که توسط این شرکت پا به کره خاکی گذاشته، دختری است که زیرکانه به نام حوا(Eve) برای او انتخاب گردیده و از یک زن 31 ساله آمریکایی نشات گرفته است. منشا این دختر یک سلول از کودک دو ساله ای بود که در یک سانحه رانندگی جان باخته است. هنوز آزمایش DNA بر روی کودک صحت ادعا را ثابت نکرده است.
مزایا و معایب کلونینگ
حیوانات کلون شده اجازه پیشرفت سریع در درک مکانیزم روشن و خاموش کردن ژنها را می دهد و بوسیله استفاده از حیوانات همانند سازی شده و یکسان از لحاظ ژنتیکی دانشمندان قادرند نتیاج سریع و دقیقی را بدست آوردند چرا که تفائت ژنتیکی در این موجودات به حداقل ممکن خود رسیده است. از دیگر مزایای این تکنیک، کلونینگ سلولهای حیوانی اینست که به ما اجازه می دهد که گونه هایی از موجودات زنده را که در خطر انقراض قرار دارند را نجات دهیم.
از اهداف کلونینگ در آزمایشگاههای کشورهای مختلف می توان به امکان بازیابی جوانی، کمک به پیشگیری حملات قلبی، استفاده از سلولهای بنیادی برای ترمیم سلولهای مغز و بافتهای سوخته ، درمان نازایی، درمان ژنهای معیوب، درمان سرطان و کاربردهای محرمانه نظامی اشاره نمود.
از معایب این روشها اینست که دانشمندان هنوز به حیات طولانی مدت و سلامت حیوانات کلون شده اطمینان ندارند. این به دلیل آن است که سلولهایی که عمر بالایی دارند و در معرض اشعه تمیار می شوند ممکن است حاوی جشهاای مضرر در ژنوم شوند. بعضی متخصصان بر این باورند که با وجودی که گله های یکسان حاصل از کلونینگ تولید مناسبی را خواهند داشت اما به علت کاهش شدید تنوع امکان هر نوع نتایج غیر قابل پیش بینی وجود خواهد داشت. در نهایت اعداد و ارقام ناشی از همانند سازی نیز همواره نشان می دهد که احتمال موفقیت در همانند سازی در بهترین حالت 5 الی 10 درصد می باشد و در حدود 75 درصد کلونها در دو ماه اول زندگی از بین می روند. دستیابی به تکنیکهای این روش به دست بزهکاران نیز تهدید جدی و نگران کننده عمده ای است که ممکن است جهان را با نابودی مطلق روبرو کند.
جمع بندی:
کلون کردن به معنی تکثیر غیر جنسی است.کلونینگ از طریق مهندسی ژنتیک در گیاهان، حیوانات و یا حتی باکتریها، برای تولید انبوه با کیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تکنولوژی 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 کمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیکی گله اشاره کرد. از اهداف کلونینگ در آزمایشگاههای کشورهای مختلف می توان به امکان بازیابی جوانی، کمک به پیشگیری حملات قلبی، استفاده از سلولهای بنیادی برای ترمیم سلولهای مغز و بافتهای سوخته ، درمان نازایی، درمان ژنهای معیوب، درمان سرطان و کاربردهای محرمانه نظامی اشاره نمود. در بهمن ماه 1381 انجمن ژنتیک ایران طی بیانه ای ضمن تاکید بر حقوق اساسی انسانها و احترام به خانواده و حقوق آن به عنوان بنیادترین نهاد مدنی، کاربرد صحیح و قانونمند دستاوردهای علمی چون کلونینگ در راستای بهبود درمانی و سلامت انسان را لازم دانست.

منبع :آرش جوانمرد-پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمالغرب و غرب کشور(ABRII-T)