شبيه سازي (ژنتيک) - شبیه سازی ژنتیک نسخه متنی

شبيه سازي (ژنتيک)

شبيه سازي باز توليدي بسيار گران است و اميد انجام مطلوب آن بسيار كم است. علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام مي شود و كوچكترين بيماري براي اين نوع حيوانات، مي تواند منجر به مرگ شود. اكثر اين حيوانات رشد غيرطبيعي دارند و گاه به دلايل نامشخص به يك باره مي ميرند

شبيه سازي(cloning)يكي از پيشرفته ترين دست يافته هاي بشر در زمينه علم پزشكي و مهندسي ژنتيك است كه هر مرحله پيشرفت آن جنجال هاي بسيار زيادي را به همراه دارد. صرف نظر از پيامدهاي اخلاقي شبيه سازي كه در اين مجال مورد بحث ما نيست، در اين مقاله سعي شده است بيشتر به خود شبيه سازي و روش هاي آن پرداخته شود. روش هايي كه شبيه سازي انسان فقط بخشي از آنهاست و حوزه بسيار گسترده اي را شامل مي شود.

امكان شبيه سازي انسان زماني مطرح شد كه دانشمندان اسكاتلندي در مؤسسه روسلين، «دالي» را توليد كردند. «دالي» كه به «دالي گوسفنده» شهرت داشت گوسفندي بود كه توليد آن در سراسر دنيا با عكس العمل هاي متفاوتي از لحاظ علمي و اخلاقي مواجه شد. اين كار كه در سال 1997 از سوي مجله نيچر به عنوان مهم ترين تحقيق علمي سال برگزيده شد، در كنار نگراني هاي اخلاقي بسيار زيادي كه در برداشت- چه از سوي علماي مسيحيت و اسلام و چه از سوي مقامات كشورهاي مختلف- افق جديدي در علم ژنتيك پيش روي دانشمندان گشود و اميدواري هاي زيادي براي بهبود زندگي بشر ايجاد كرد.

به دليل حساسيتي كه توليد دالي در برداشت، رسانه ها توجه خاصي به پديده شبيه سازي نشان دادند، اما اين نوع شبيه سازي تنها يك نوع خاص از چندين روش شبيه سازي موجود در علم پزشكي و ژنتيك است كه به شبيه سازي بازتوليدي مشهور است. علاوه بر اين نوع شبيه سازي، چند نوع ديگر شبيه سازي هم وجود دارد كه مي توان از آن ها علاوه بر باز توليد يك ارگانيزم خاص در انجام ديگر تحقيقات پزشكي هم استفاده كرد.

در اين مقاله به طور كلي در مورد سه نوع شبيه سازي بحث خواهيم كرد:

شبيه سازي دي ان اي يا فناوري دي ان اي باز تركيب شده

شبيه سازي باز توليدي

شبيه سازي درماني

در اين قسمت مي توان فناوري دي ان اي باز تركيب شده، شبيه سازي دي ان اي، شبيه سازي مولكولي يا شبيه سازي ژني را در كنار هم دسته بندي كرد، چون همه از يك پروسه مشترك پيروي مي كنند. انتقال دستواره (تكه اي از دي ان اي اصلي كه براي تكثير از آن جدا مي شود) از يك ارگانيزم به يك عنصر ژنتيك خود همانندساز مانند پلازميد باكتريايي. دانشمنداني كه بر روي يك ژن خاص كار مي كنند معمولاً از پلازميد باكتريايي براي توليد كپي هاي چند گانه همان ژن استفاده مي كنند. پلازميدها كروموزوم هاي اضافي خود همانندساز مولكول دايره اي دي ان اي هستند كه جدا از ژنوم هاي معمولي باكتريايي هستند. پلازميدها و ديگر گونه هاي ناقل شبيه سازي، توسط محققان ژنوم انسان براي تكثير ژن ها و ديگر تكه هاي كروموزوم كه مواد شناسايي كافي براي تحقيق بيشتر توليد مي كنند استفاده مي شوند.

براي شبيه سازي يك ژن، يك تكه از دي ان اي كه ژن مورد نظر را شامل مي شود از دي ان اي كروموزومي توسط آنزيم هاي محدود كننده جدا مي شود و سپس با يك پلازميد كه توسط همان آنزيم هاي محدود كننده جدا شده است، تركيب مي شود. هنگامي كه يك تكه از دي ان اي كروموزومي به ناقل شبيه سازي در آزمايشگاه وصل مي شود، به آن مولكول دي ان اي بازتركيب شده گفته مي شود. با انتقال اين مولكول به سلول ميزبان مناسب، دي ان اي باز تركيب شده در كنار دي ان اي سلول ميزبان باز توليد مي شود.

شبيه سازي باز توليدي شبيه سازي بازتوليدي فناوري است براي توليد يك حيوان كه از همان هسته دي ان اي بهره مي برد كه حيواني ديگر در همان زمان يا پيش از آن، آن هسته دي ان اي را داشته يا دارد. دالي گوسفند معروف اسكاتلندي ها با همين روش شبيه سازي شده بود. در اين پروسه كه انتقال هسته سلول تكثير شونده نام دارد، دانشمندان مواد ژنتيك هسته يك سلول بالغ اهدا كننده را به يك تخم كه هسته و همين طور مواد ژنتيك آن جدا شده اند منتقل مي كنند. اين تخم كه دي ان اي يك سلول اهدا كننده را در خود دارد بايد با جريان هاي شيميايي يا الكتريكي مراقبت شود تا براي تقسيمات سلولي تحريك شود.

هنگامي كه جنين شبيه سازي شده به سطح مناسبي از پيشرفت مي رسد به رحم يك ميزبان مؤنث منتقل مي شود جايي كه تا تولد به پيشرفت خود ادامه مي دهد. موجودي كه با روش انتقال هسته توليد مي شود، نمونه شبيه سازي شده واقعي حيوان اهدا كننده نيست و فقط دي ان اي كروموزومي و هسته اي آن همانند حيوان اهدا كننده است. در اين زمينه موفقيت پروژه دالي بسيار چشمگير است چرا كه اثبات كرد مواد ژنتيك يك سلول بالغ مي توانند براي توليد يك ارگانيزم جديد كامل مورد استفاده قرار گيرند.

پيش از اين دانشمندان بالاتفاق تصور مي كردند هنگامي كه سلولي به كبد، قلب، استخوان يا هر نوع ديگري از بافت هاي بدن تخصيص داده مي شود، ديگر استفاده از آنها در بافت هاي ديگر امكان ندارد و ديگر ژن هايي كه در سلول بودند و نيازي به آنها نبود غيرفعال مي شوند. برخي محققين براين باورند كه اشتباه يا كامل انجام ندادن پروسه باز برنامه ريزي، سبب مرگ، نقص عضو و معلوليت حيوانات شبيه سازي شده خواهد شد.

شبيه سازي درماني

اين شبيه سازي كه به شبيه سازي جنيني هم معروف است در واقع توليد جنين هاي انساني براي استفاده در تحقيقات است. هدف از انجام اين شبيه سازي توليد انسان هاي شبيه سازي شده نيست، بلكه هدف كشت سلول هايي است كه مي توانند در تحقيقات پيشبردي انسان و همچنين درمان بيماري ها مورد استفاده قرار گيرند. اين سلول ها براي محققان بيومكانيك بسيار با اهميت هستند براي اين كه مي توان از آن ها براي توليد هر نوع سلولي كه در بدن انسان وجود دارد استفاده كرد.

اين سلول ها پس از گذشت 5 روز از تقسيم تخم، از آن استخراج مي شوند. پروسه استخراج باعث از بين رفتن جنين مي شود كه اين مسأله نگراني هاي اخلاقي فراواني را در پي دارد. محققان اميدوارند روزي اين سلول هاي ساختگي، جايگزين مناسبي براي سلول هايي شوند كه بر اثر بيماري هايي نظير آلزايمر، سرطان و از بين رفته اند. پس از آشنايي جزيي با روش هاي مختلف شبيه سازي، اين سؤال مطرح مي شود كه اصلاً چرا انسان بايد شبيه سازي شود؟ و يا اين كه آيا تا به حال هيچ انساني شبيه سازي شده است؟ در مورد شبيه سازي انسان بايد گفت كه تا به حال هيچ انساني از كشت سلول هاي يك انسان ديگر توليد نشده است. اما در مورد اين كه چرا انسان بايد شبيه سازي شود، اين گروه از دانشمندان موارد ذيل را ذكر مي كنند.

يكي از كاربردهاي شبيه سازي مي تواند براي زوج ناباروري اتفاق بيفتد كه تمايل بسيار زيادي به بچه دارند. اين بچه كه از يكي از والدين شبيه سازي مي شود، مسلماً در دوران كودكي فشارهاي فيزيولوژيكي بسيار زيادي را متحمل خواهد شد. كاربرد ديگر شبيه سازي مي تواند شبيه سازي استعدادهاي بشري براي چند نسل باشد. مثلاً مي توان با استفاده از دي ان اي اينشتين، وي را شبيه سازي كرد، اما هيچ تضميني نيست كه اينشتين جديد همانند آلبرت با هوش ما همان راهي را برگزيند كه اينشتين به خاطر آن به شهرت رسيده است.

يكي ديگر از موارد شبيه سازي، توليد جنين هاي تحقيقاتي است كه پيش تر بدان اشاره شد. با همه علاقه اي كه بشر به شبيه سازي دارد، اين پديده داراي خطرات و ايراداتي است كه به صورت مختصر به آنها اشاره خواهد شد. شبيه سازي باز توليدي بسيار گران است و اميد انجام مطلوب آن بسيار كم است. نزديك به 90 درصد اقدام هاي شبيه سازي در اين زمينه به نتيجه نمي رسند و براي انجام يك شبيه سازي موفق، بايد نزديك به 100 بار انتقال هسته اي صورت گيرد و در همين يك مورد موفق هم، حيوان شبيه سازي شده نسبت به عفونت ها بسيار غيرمقاوم است. نمونه آن هم دالي بود كه بر اثر عفونت ريه مرد. علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام مي شود و كوچكترين بيماري براي اين نوع حيوانات، مي تواند منجر به مرگ شود. اكثر اين حيوانات رشد غيرطبيعي دارند و گاه به دلايل نامشخص به يك باره مي ميرند.

از ميان حيواناتي كه تاكنون شبيه سازي شده اند، مي توان به گوسفند ها، موش ها، گاو ها و حيوانات خانگي از قبيل گربه اشاره كرد. اما يكي از وسوسه انگيزترين شبيه سازي ها، شبيه سازي حيوانات ما قبل تاريخ مانند دايناسورها است، بدين ترتيب كه با استفاده از دي ان اي بازمانده از آنها در سنگواره ها، آن ها را شبيه سازي كرد.

هنگامي كه اين فرضيه مطرح شد، موافقت ها و مخالفت هاي زيادي با آن شد، اما اين التهابات به زودي فروكش كرد، چون اين موجودات بيش از 65 ميليون سال پيش از بين رفته اند و اين در حالي است كه دي ان اي، فقط 10 هزار سال عمر مي كند. نظريه بعدي شبيه سازي ماموت ها بود كه كمتر از 10 هزار سال پيش زندگي مي كرده اند. با اين حال پيدا كردن دي ان اي مناسب ماموت ها غيرممكن به نظر مي رسد. با اين تفاسير شبيه سازي موجودات منقرض شده فعلاً امكان ناپذير است. البته شايد روزي فرزندان شبيه سازي شده دانشمندان امروزي بتوانند دايناسورها را هم اهلي كنند.

نويسنده: جواد نصرتي

منبع

سايت پارس بيولوژيک