X
تبلیغات
یاس - جانوران تراژنی

به چه جانوري ، جانور تراژن گفته مي شود ؟

تعاريف گوناگوني براي جانور تراژن وجود دارد . اتحاديه ي انجمن هاي جانوران آزمايشگاهي اروپا دوره اي از زندگي حيوان را كه تغيير عمده در ژنوم و ساختار ژنتيكي موجود زنده ايجاد شده تعريف مي كند به عبارت ديگر جانور تراژن موجودي است كه ژنوم آن بوسيله ي انتقال ژن هاي بيگانه از گونه هاي ديگر تغيير كرده است.

هسته ي همه ي سلول ها در هر موجود زنده شامل ژن هايي است كه مجموعاً DNA  را مي سازد . اين ژن ها اطلاعاتي را در خود ذخيره كرده اند كه تشكيل اندامها را تنظيم مي كنند . با تغيير مصنوعي ژن ها مي توان برخي ويژگيهاي حيوان را تغيير داد . بعنوان مثال وقتي يك ژن ساختماني از يگ گونه ي ديگر بطور مصنوعي به داخل ژنوم يك حيوان وارد  شود مي توان يك جنين استثنائي از نظر يك ويژگي ( همانند رشد زياد – شيردهي زياد ) داشت ، يا يك ژني را انتقال داد كه مي تواند ژن خاص و نامطلوبي را در جنين غير فعال كند . جانوراني كه DNA آنها به اين صورت دست ورزي شده است بعنوان جانوران تراژن شناخته مي شوند .

اولين جانوران تراژن توليد شده، موش ها بودند ، اين تكنولوژي با ايجاد خرگوش ها ، خوك ها ، گوسفندان و گاوهاي تراژن ادامه يافت .

چرا  اين جانوران توليد مي شوند ؟

دو دليل عمده وجود دارد :

بعضي از جانوران تراژن به خاطر اهميت اقتصادي ويژه اي كه دارند توليد مي شوند .بعنوان مثال گاوهاي تراژن شير حاوي پروتئين هاي ويژه ي انساني توليد مي كنند كه ممكن است در معالجه ي بيماريهاي امفيزماي انساني ( Human Emphysema ) كمك كند . ( نوعي سرطان دستگاه تنفس )

برخي ديگر از جانوران تراژن بعنوان مدل هايي براي برخي از بيماريها توليد مي شوند . (‌ جانوراني كه علائم و بيماريهاي خاصي را نشان ميدهند و مي توانند براي مطالعه ي طرز عمل داروها بر روي آن بيماري خاص مورد استفاده قرار مي گيرند . ) براي مثال دانشمندان دانشگاه هاروارد از طريق مهندسي ژنتيك موش هايي را توليد كرده اند ، انكوموش                         ( Oncomouse ) يا موش هاروارد ناميده مي شوند ، اين موش ها حامل ژن هايي هستند كه در آنها نمو انواعي از سرطانهاي انساني را تحريك مي كند .

جانوران تراژن چگونه توليد مي شوند ؟

از زمان كشف ساختار مولكولي DNA  بوسيله ي واتسون و كريك در سال 1953 ، در مورد زيست شناسي مولكولي تحقيقات زيادي انجام شده است . بيوتكنولوژي مولكولي مركب از تكنيك ها و تخصص هاي بيوشيمي ، ژنتيك ، زيست تكويني و ميكروبيولوژي است .

دانشمندان در حال حاضر مي توانند جانوران تراژن زيادي توليد كنند زيرا ، از زمان كشف واتسون وكريك تا حال ، موانع زيادي را در موارد زير برطرف كرده اند :

                                  ·          DNA نوتركيب ( توليد DNA بصورت مصنوعي )

                                  ·          همسانه سازي ( Cloning ) ژنتيكي

                                  ·          تجزيه وتحليل بيان ژن (‌ فرايندي كه يك ژن سر انجام پروتئين توليد مي كند )

                                  ·          نقشه ي ژنومي

مرحله ي اصلي  در توليد جانوران تراژن وارد كردن ژن يا ژن هاي خارجي در ژنوم جانور است ( اين عمل انتقال ژن ناميده مي شود ) . ژن هاي خارجي بيشتر از طريق خط ژني انتقال مي يابند ، بطوريكه هر سلول ، شامل سلول هاي زايشي ، با محتواي ژنتيكي مشابه تغيير مي يابد . ( سلول هاي زايشي سلول هائي هستند كه نقش انتقال ژن به اندام موجود حاصل را دارند )

به طور كلي سه روش اساسي براي توليد جانوران تراژن وجود دارد :

                                  ·          ريز تزريقي يا تزريق درون سلولي DNA  ( Micro injection DNA )

                                  ·          انتقال ژن به واسطه ي رترو ويروس ها

                                  ·          انتقال ژن به واسطه ي سلول بنيادي جنيني

انتقال ژن از طريق ريز تزريقي روش غالبي است كه براي توليد جانوران اهلي استفاده مي شود . چون افزودن DNA در يك فرايند اتفاقي نتيجه مي دهد ، براي ايجاد فرزندان حامل ژن انتقال يافته جانوران تراژن باهم جفت گيري مي كنند . بهرحال نرخ موفقيت توليد جانوران تراژن بويژه با اين روش ها بسيار پائين است و آن ممكن است با استفاده از روش هاي همسانه سازی      ( Cloning ) براي افزايش تعداد آنها بهبود يابد . براي مثال ، مطالعات انتقال ژن نشان داده از 7000 تخمي كه  بوسيله ي انتقال ژن ويژه اي آلوده شده اند  فقط 6/0 %  از خوك هاي تراژن متولد شده حامل ژن آلوده كننده بودند .

 

1- ريز تزريقي DNA

موش اولين جانوري است كه با استفاده از اين روش بر روي آن انتقال ژن صورت گرفت .

·        ژن از اندام یک گونه مشابه دیگر یا از یک گونه ی متفاوت به هسته اولیه ی سلول دارای توانایی تولید مثل همانند تخم انتقال می یابد .

·        سلول ایجاد شده ، ابتداء به صورت in vitro ( در آزمایشگاه ، نه حیوان زنده ) برای نمو به یک مرحله جنینی خاص کشت شده و سپس به موجود ماده گیرنده جنین انتقال داده می شود .

2- انتقال ژن بواسطه ی رتروویروس ها

رتروویروس یک ویروسی است که ماده ژنتیکی خود را در شکل RNA   بیش از DNA انتقال می دهد .

·        رتروویروس ها به عنوان حامل هایی ( Vectors ) برای انتقال مواد ژنی به جانور گیرنده استفاده می شوند که ایجاد هیبرید ( Chimera ) می گردند. (موجود زنده ای که دارای بافت ها یا قسمت هایی با ساختار ژنتیکی گوناگون است ) .

·  هیبریدها برای بیش از 20 نسل خود لقاحی می کنند تا اینکه فرزند تراژن خالصی متولد شود.

 

3- انتقال ژن بواسطه ی سلول پایه ی جنینی

این روش مستلزم این است که :

·   سلول های پایه ی هم توان (    Totipotent)  از جنین ها جدا شوند .

·   ژن برای ورود به این سلول ها تحریک شود .

·  سلول های جنینی گیرنده دارای DNAی ترکیب شده ای هستند که باعث ایجاد یک جانور هیبربد ( Chimeric)   می شود.

چگونه جانوران تراژن در رفاه و آسایش انسان دخیل هستند ؟

منافع و تاثیرات این جانوران بر رفاه و آسایش انسان می تواند در چند گروه طبقه بندی شود :

·کشاورزی

· پزشکی

· صنعت

 

1- محدوده ی کشاورزی

الف ) نژاد

کشاورزان معمولاً برای ایجاد نژادهای حیوانی با صفات خاص از این روش استفاده می کنند ( بعنوان مثال : حیواناتی با توانایی تولید شیر بالا ونرخ رشد زیاد ) . این روش امکان رشد ونمو حیوانات در یک زمان کوتاه وبا درصد بالا را فراهم میکند . در کل ، این روش کمک می کند که کشاورز با یک روش ساده و آسان محصولات بیشتری را تولید کند .

 

ب) کیفیت

گاوهای تراژن  شیر زیاد ، شیر با لاکتوز کم و یا کلسترول کم تولید می کنند .خوک هایی که گوشت زیادی دارند ، ویا گوسفندانی که پشم آنها سریع رشد می کند . کشاورزان برای تحریک رشد جانوران از هورمون های رشد استفاده می کنند اما این روش مشکلاتی نیز بدنبال دارد.بویژه آنکه باقی مانده ی هورمون ها در محصولات جانوری می ماند.

ج) مقاومت در برابر بیماریها

دانشمندان برای تولید حیواناتی مقاوم در برابر بیماری تلاش می کنند. بعنوان مثال خوک های مقاوم در برابر آنفولانزا ، اما تعداد خیلی محدودی از ژنها تا به حال شناخته شده اند، که عهده دار مقاومت در برابر بیماری در حیوانات اهلی هستند.

 

2- محدوده های پزشکی

الف) پیوند اعضاء

بیماران زیادی هر ساله بدلیل فقدان قلب ، کبد ، یا کلیه ی جایگزین می میرند. برای مثال ، در حدود 5000 اندام هر سال فقط در انگلستان نیاز است. خوک های تراژن ممکن است اندام های پیوندی مورد نیاز برای جبران این کمبود را تولید کنند. بطور معمول ، پیوند اعضاء بوسیله ی پروتئین های خوک که می تواند سبب رد عضو پیوندی شود دچار اختلال می گردد. اما تحقیقات برای حذف پروتئین خوک و جایگزینی آن بوسیله ی پروتئین انسان در حال انجام است.

ب) مکمل های غذایی و داروئی

محصولاتی مثل انسولین ، هورمون رشد و فاکتورهای ضد انعقاد خون از شیر گاوها ، گوسفندان یا بزهای تراژن بدست می آید. همچنین تحقیق در مورد تولید شیر حاوی فاکتورهایی برای درمان بیماریهایی مثل فنیل کتونوریا ، امفیزما و سیستیک فایبروزیس بکار می رود ، ادامه دارد.

در 1997 ، اولین گاو تراژن ، رُزی ، شیر حاوی 4/2 گرم پروتئین انسانی در هر لیتر را تولید کرد. این شیر تراژن تعادل تغذیه ای بهتری نسبت به شیر معمولی ایجاد می کند و می توان به بچه ها یا افراد مسنّی که نیاز تغذیه ای یا گوارشی خاص دارند ، داد. شیر رُزی شامل« پروتئین » حاصل از ژن انسانی آلفا- لاکتالبومین است.

ج) ژن درمانی انسانی

ژن درمانی انسان مستلزم اضافه کردن کپی طبیعی یک ژن به ژنوم فردی که دارای ژن معیوب است ، می باشد. بطور بالقوه درمان 5000 بیماری ژنتیکی شناخته شده آرزوی بزرگی است و جانوران تراژن می توانند یک نقش اساسی در این زمینه بازی کنند. برای مثال موسسه ی A.I.Virtanen   در فینلند گوساله ای با یک ژن تولید کرده اند که موادی می سازد که رشد گلبول های قرمز در انسان را تحریک می کند .

 

3) محدوده های صنعت

در سال 2001 ، دو دانشمند کانادایی ژن های تولید تار عنکبوت را در داخل سلول های ترشح کنندۀ  شیر بزها قرار دادند . بزها شروع به ساختن ابریشم همراه با شیرشان در جنس ماده و ترشح رشته های نازک ابریشمی از بدنشان در جنس نر کردند. دانشمندان بوسیله ی رشته های پلی مری استخراج شده از شیر و بافتن آنها در داخل نخ ، می توانند موادی سبک ، سفت و قابل انعطاف تولید کنند که می تواند در تهیه ی لباس های نظامی ، نخ بخیه ی پزشکی و رشته های راکت تنیس استفاده شوند.

جانوران تراژن حساس به سم برای آزمایش ایمنی شیمیایی تولید شده اند. میکروارگانیسم هایی برای تولید انواع وسیعی از پروتئین ها طراحی شده اند ، که در جای خود می توانند آنزیم هایی تولید کنند که می تواند واکنش های شیمیایی را سرعت ببخشند.    

+ نوشته شده در شنبه 28 شهریور1388ساعت توسط فاطمه حاتمی