استفاده از شبیه‌سازی در اصلاح دام
استفاده از شبیه‌سازی در بهبود ژنتیکی حیوانات می‌تواند میزان پیشرفت انتخاب را در موارد خاصی افزایش دهد، به ویژه در مواردی نظیر سیستم‌های روستایی نشخوارکنندگان که تلقیح مصنوعی ممکن نیست. امروزه هزینه‌های بالای شبیه‌سازی، یکی از فاکتورهای عمدة محدودکنندة استفاده از آن به عنوان تکنیکی برای اصلاح دام کاربردی است. گروههای کلونی با اینکه نسبت به برادران-خواهران تنی بسیار شبیه‌تر هستند، ولی تفاوتهای زیادی از طریق بخش محیطی در صفات مورد مطالعه وجود دارد که این تفاوتها معمولاً بیشتر از 50 درصد کل تنوع را شامل می‌شود.
انتخاب بین لاینهای زایای کلون شده، امکان استفاده از اثرات غیر ژنتیکی را فراهم می‌کند. این اثرات در روشهای متعارف انتخاب که از تولیدمثل جنسی برای بهبود حیوانات استفاده می‌کنند، به خدمت گرفته نمی‌شوند، امّا بیشترین مقدار تنوع ژنتیکی مشاهده شده بین حیوانات از نوع افزایشی است. تولید مبتنی بر شبیه‌سازی بهترین حیوانات جمعیت می‌تواند امکان یک جهش زمانی بزرگ در اصلاح را فراهم کند، به طوریکه حیوانات تجاری می‌توانند به حیوانات هسته‌های انتخابی، بسیار نزدیک باشند. بهر حال بهبود ژنتیکی در آینده بایستی مبتنی بر استفادة ممتد از تنوع ژنتیکی به وسیلة برنامه‌های انتخابی باشد.
حیوانات تراریخته
ایجاد حیوانات تراریخته (ترانسژنسیز) رویه‌ای است که طی آن، یک ژن یا بخشی از یک ژن از یک فرد به ژنوم فرد دیگری الحاق شود. حیوانات تراریخته به طور بالقوه می‌توانند در مطالعة مکانیسم‌های نقش ژن الحاقی، تغییر ویژگیهای حیوان بسته به پروتئین سنتز شده، ایجاد کردن مدلهایی برای بیماری انسانی و یا بهبود تولید یا مقاومت به بیماری در حیوانات استفاده شوند. در اواخر دهة 80 چندین گروه تحقیقی، موفقیت‌هایی را در انتقال ژن و توسعة موش‌های تراریخته گزارش کردند. تعریف حیوان تراریخته شامل تمام حیواناتی می‌شود که از دستکاری مولکولی DNA ژنومی درونی (شامل تمامی تکنیک‌های میکروانجکشن DNA به سلول بنیادی جنینی و تولید موش ناک‌اوت شده می‌گردد) ایجاد شده‌اند. از اواخر 1980، تولید موش‌های تراریخته از طریق میکرواینجکشن DNA به داخل پیش‌هستة تخم‌ها به عنوان یک تکنیک کاربردی به طور گسترده استفاده شده است. با استفاده از تکنولوژی تراریخته در موشها نظیر حیوانات تراریختة کدکنندة RNA دارای معنی مخالف، امکان اضافه کردن یک ژن جدید به ژنوم و افزایش سطح بیان یا تغییر بافت اختصاصی بیان یک ژن وجود دارد و سطح سنتز یک پروتئین خاص کاهش می‌یابد. حذف یا تبدیل یک ژن موجود از طریق نوترکیبی هومولوگها برای استفاده از سلولهای بنیادی جنین به موش محدود شده بود تا اینکه ورود روشهای شبیه‌سازی انتقال هسته اتفاق افتاد.
روشهای ایجاد حیوانات تراریخته
میکرواینجکشن DNA و انتقال هسته، دو روش مورد استفاده در تولید موفق حیوانات اهلی تراریخته می‌باشند. این مراحل در توسعة مدل‌های ترانسژنیک، نسبتاً آسان و مستقیم است. تنها یک امتزاج ژنی خاص حاوی یک پروموتر و هر ژن دارای قابلیت بیان را می‌توان کلون کرده و سپس به مقدار کافی جدا و تخلیص کرده و بعد از آزمون آن در کشت سلولی برای انتقال این ژن به سایر پستانداران اقدام کرد. در مقایسه با مطالعات انتقال هسته، آزمایشات میکرواینجکشن DNA اولین بار در موش انجام شد. با وجود اینکه مدل موش تراریخته نمی‌تواند همیشه الگوی بیان ژن در حیوانات اهلی باشد، ولی آزمایشات مقدّماتی در موشها، یک مولفة مهم در هر آزمایش انتقال ژن در حیوانات اهلی است. در حالیکه انتقال هسته ممکن است در شکل فعلی ناکارآمد به نظر آید، امکان پیشرفتهای عمدة آتی در پروتکل‌های آزمایشی، آن را کارآمد می‌کند. افزایش احتمال هدف‌گیری ژن از طریق ژیوند هسته‌ای می‌تواند امکان کاربرد حیوانات تراریخته را در تولید داروهای انسانی فراهم کند. اخیراً تکنیک کارآمد دیگری برای حیوانات تراریخته بر اساس استفاده از وکتورهای لنتیورال برای انتقال اووسیت‌های گاوی و خوکی ایجاد شده است (). این وکتورها از لحاظ میزان تراریختی و بیان، بسیار کارآمدتر از میکرواینجکشن هستند. یکی از محدودیت‌های آن این است که اندازة ترانس ژنها و ژروموتر داخلی آنها باید کمتر از 5/8 کیلوباز باشد.
دکتر یوسف مهمان‌نواز
منبع : فارمیران
استفاده از شبیه‌سازی در بهبود ژنتیکی حیوانات می‌تواند میزان پیشرفت انتخاب را در موارد خاصی افزایش دهد، به ویژه در مواردی نظیر سیستم‌های روستایی نشخوارکنندگان که تلقیح مصنوعی ممکن نیست. امروزه هزینه‌های بالای شبیه‌سازی، یکی از فاکتورهای عمدة محدودکنندة استفاده از آن به عنوان تکنیکی برای اصلاح دام کاربردی است. گروههای کلونی با اینکه نسبت به برادران-خواهران تنی بسیار شبیه‌تر هستند، ولی تفاوتهای زیادی از طریق بخش محیطی در صفات مورد مطالعه وجود دارد که این تفاوتها معمولاً بیشتر از 50 درصد کل تنوع را شامل می‌شود.
انتخاب بین لاینهای زایای کلون شده، امکان استفاده از اثرات غیر ژنتیکی را فراهم می‌کند. این اثرات در روشهای متعارف انتخاب که از تولیدمثل جنسی برای بهبود حیوانات استفاده می‌کنند، به خدمت گرفته نمی‌شوند، امّا بیشترین مقدار تنوع ژنتیکی مشاهده شده بین حیوانات از نوع افزایشی است. تولید مبتنی بر شبیه‌سازی بهترین حیوانات جمعیت می‌تواند امکان یک جهش زمانی بزرگ در اصلاح را فراهم کند، به طوریکه حیوانات تجاری می‌توانند به حیوانات هسته‌های انتخابی، بسیار نزدیک باشند. بهر حال بهبود ژنتیکی در آینده بایستی مبتنی بر استفادة ممتد از تنوع ژنتیکی به وسیلة برنامه‌های انتخابی باشد.
حیوانات تراریخته
ایجاد حیوانات تراریخته (ترانسژنسیز) رویه‌ای است که طی آن، یک ژن یا بخشی از یک ژن از یک فرد به ژنوم فرد دیگری الحاق شود. حیوانات تراریخته به طور بالقوه می‌توانند در مطالعة مکانیسم‌های نقش ژن الحاقی، تغییر ویژگیهای حیوان بسته به پروتئین سنتز شده، ایجاد کردن مدلهایی برای بیماری انسانی و یا بهبود تولید یا مقاومت به بیماری در حیوانات استفاده شوند. در اواخر دهة 80 چندین گروه تحقیقی، موفقیت‌هایی را در انتقال ژن و توسعة موش‌های تراریخته گزارش کردند. تعریف حیوان تراریخته شامل تمام حیواناتی می‌شود که از دستکاری مولکولی DNA ژنومی درونی (شامل تمامی تکنیک‌های میکروانجکشن DNA به سلول بنیادی جنینی و تولید موش ناک‌اوت شده می‌گردد) ایجاد شده‌اند. از اواخر 1980، تولید موش‌های تراریخته از طریق میکرواینجکشن DNA به داخل پیش‌هستة تخم‌ها به عنوان یک تکنیک کاربردی به طور گسترده استفاده شده است. با استفاده از تکنولوژی تراریخته در موشها نظیر حیوانات تراریختة کدکنندة RNA دارای معنی مخالف، امکان اضافه کردن یک ژن جدید به ژنوم و افزایش سطح بیان یا تغییر بافت اختصاصی بیان یک ژن وجود دارد و سطح سنتز یک پروتئین خاص کاهش می‌یابد. حذف یا تبدیل یک ژن موجود از طریق نوترکیبی هومولوگها برای استفاده از سلولهای بنیادی جنین به موش محدود شده بود تا اینکه ورود روشهای شبیه‌سازی انتقال هسته اتفاق افتاد.
روشهای ایجاد حیوانات تراریخته
میکرواینجکشن DNA و انتقال هسته، دو روش مورد استفاده در تولید موفق حیوانات اهلی تراریخته می‌باشند. این مراحل در توسعة مدل‌های ترانسژنیک، نسبتاً آسان و مستقیم است. تنها یک امتزاج ژنی خاص حاوی یک پروموتر و هر ژن دارای قابلیت بیان را می‌توان کلون کرده و سپس به مقدار کافی جدا و تخلیص کرده و بعد از آزمون آن در کشت سلولی برای انتقال این ژن به سایر پستانداران اقدام کرد. در مقایسه با مطالعات انتقال هسته، آزمایشات میکرواینجکشن DNA اولین بار در موش انجام شد. با وجود اینکه مدل موش تراریخته نمی‌تواند همیشه الگوی بیان ژن در حیوانات اهلی باشد، ولی آزمایشات مقدّماتی در موشها، یک مولفة مهم در هر آزمایش انتقال ژن در حیوانات اهلی است. در حالیکه انتقال هسته ممکن است در شکل فعلی ناکارآمد به نظر آید، امکان پیشرفتهای عمدة آتی در پروتکل‌های آزمایشی، آن را کارآمد می‌کند. افزایش احتمال هدف‌گیری ژن از طریق ژیوند هسته‌ای می‌تواند امکان کاربرد حیوانات تراریخته را در تولید داروهای انسانی فراهم کند. اخیراً تکنیک کارآمد دیگری برای حیوانات تراریخته بر اساس استفاده از وکتورهای لنتیورال برای انتقال اووسیت‌های گاوی و خوکی ایجاد شده است (). این وکتورها از لحاظ میزان تراریختی و بیان، بسیار کارآمدتر از میکرواینجکشن هستند. یکی از محدودیت‌های آن این است که اندازة ترانس ژنها و ژروموتر داخلی آنها باید کمتر از 5/8 کیلوباز باشد.
دکتر یوسف مهمان‌نواز
منبع : فارمیران
دیدگاه ها