فهرست مطالب
فناوری‌های تولید حیوانات تراریخته به‌عنوان یکی از زمینه‌های تحقیقاتی در شاخه زیست‌فناوری به حساب می‌آید که در دهه‌ی اخیر از سرعت رشد بسیار زیادی برخوردار شده‌است. حیوانات تراریخته در حقیقت نوعی از حیوانات هستند که به واسطه پیشرفت و ترکیب روش‌های نوین تولید برون‌تنی رویان و مهندسی ژنتیک، حامل قطعه‌ای از ژنوم موجودی از گونه جانوری دیگر یا انسانی هستند.
لازم به یادآوری است که صرفا به واسطه‌ی انتقال ژن و یا ژن‌هایی از یک گونه به گونه‌ای دیگر، نمی‌توان ادعا کرد که حیوان تراریخته تولید شده‌است. در حقیقت پس از افزودن ماده ژنتیکی جدید به ژنوم موجود «پذیرنده» می‌بایست توانایی انتقال آن ژن به نسل بعد در حیوان پذیرنده ایجاد شده باشد و همچنین محصول بیانی آن ژن نیز می‌بایست به شکل کامل و به صورتی که عملکرد فیزیولوژیک آن ژن حفظ شده باشد قابل شناسایی و استحصال باشد.
کاربردهای حیوانات تراریخته
- به‌عنوان مدل بیماری؛
- به‌عنوان غذا؛
- تولید دارو و استفاده از آن برای صنعت؛
- کنترل بیماری؛
- انتقال ارگان، بافت و سلول از گونه‌اي به گونه ديگر؛
- جایگزینی خون؛
- استفاده از حیوانات تراریخته در آزمایش سمیت؛
- استفاده از حیوانات تراریخته برای آزمایش واکسن؛
- کشاورزی.
روش‌های تولید حیوانات تراریخته
- ریزتزریق در پیش هسته زیگوت
اولین حیوان تراریخته، در دهه 70 میلادی به واسطه تزریق DNA به پیش‌هسته نر رویان در مرحله ابتدایی پس از لقاح موفقیت‌آمیز و تشکیل پیش هسته‌ها تولید شد. در این روش، پس از تولید ژن یا ژن‌های مورد نظر و قراردادن آن‌ها تحت کنترل پروموتر خاص و مشخص، اقدام به تزریق مجموعه ژنتیکی بیگانه به پیش‌هسته نر در رویان می‌کنند؛ در ادامه و پس از کشت رویان به مدت هفت الی هشت ساعت در انکوباتور و اطمینان از زنده‌بودن رویان اقدام به انتقال رویان به لوله تخم بر یا رحم مادرهای جایگزین می‌کنند.
استفاده از این روش در گونه‌هایی مانند بز، گوسفند، خوک و خرگوش بیشترین بازده را دارد، اما این روش در گونه‌هایی که محتوای لیپیدی اووسیت آن‌ها غنی‌تر است مانند گاو با مشکل و افت بازده روبه‌رو است.
- با استفاده از سلول‌های بنیادی
سلول‌های بنیادی جنینی، جمعیتی از سلول‌های بنیادی پرتوان هستند که توانایی تولید هر سه لایه اندودرم، اکتودرم و مزودرم را در دوران جنینی دارند. این سلول‌ها از جمعیت سلولی درونی موجود در بلاستوسیت منشأ گرفته و به طور وسیعی در تولید حیوانات تراریخته، به‌ویژه موش‌های تراریخته، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در شرایط بهینه‌ی کشت این سلول‌ها تمایل دارند که به صورت بی‌پایان تقسیم شوند. به همین دلیل ویژگی این سلول‌ها قابلیت دستکاری‌شدن و حاوی ژن‌های بیگانه را DNA حفظ توانایی بقا و تقسیم پس از انتقال به عنوان منبع سلول‌های بنیادی جنینی ICM دارند، به این منظور ابتدا از بلاستوسیت خارج شده و سپس در شرایط برون تنی کشت داده می‌شوند پس از کشت ژن‌های با منشأ خارجی به آن‌ها منتقل می‌شود سپس سلول‌های بنیادی تراریخته از سلول‌های بنیادی غیرتراریخته مجزا شده و برای ادامه کشت انتخاب می‌شوند تا کلنی سلول‌های بنیادی جنینی تراریخته تولید شود.
- انتقال ژن به واسطه‌ی اسپرم
در اوایل دهه 70 میلادی، با کشف اینکه سلول‌های اسپرم این توانایی را دارند که بتوانند DNA با منشأ خارجی را حمل کنند و به این ترتیب در هنگام انجام پدیده لقاح این ماده ژنتیکی با منشأ بیگانه را به داخل اووسیت منتقل کنند، به منظور تولید حیوانات تراریخته مورد استفاده قرار گرفتند. در این روش اسپرم بیگانه که دارای ژن‌های مورد نظر است به مدت 30دقیقه و به همراه محلول‌های ویژه در انکوباتور قرار می‌گیرد. در این شرایط اسپرم با کمک پروتئین‌های سطحی موجود بر سطح غشاء را به اصطلاح می‌پذیرد و به این ترتیب DNA پلاسمایی اسپرم قطعه امکان انتقال آن پس از لقاح به درون اووسیت را فراهم می‌کنند.
- انتقال هسته سلول‌های سوماتیک
انتقال هسته سلول‌های سوماتیک به سیتوپلاسم اووسیت در متافاز 2 که هسته و محتویات ژنتیکی آن تخلیه شده‌است به عنوان روشی برای تولید موجود کاملا مشابه با موجود دهنده هسته استفاده می‌شود. شبیه‌سازی از طریق انتقال هسته منجر به تولید حیوانات برتر با صفات کمی و کیفی مورد نظر و همچنین تولید حیوانات تراریخته به منظور استفاده در کشاورزی و علوم پزشکی می‌شود. نرخ موفقیت تولید حیوانات تراریخته در این روش 1تا 3درصد ذکر شده‌است. مزایای این روش در تولید حیوانات تراریخته این است که امکان پیش‌بینی جنسیت موجود و برنامه‌ریزی‌های استراتژیک آینده به ویژه در صنعت دامپروری وجود دارد.
محصولات بیولوژیکی
تعدادی از محصولات بیولوژیکی مانند داروها و مکمل‌های غذایی از حیوانات تراریخته به دست می‌آیند. تحقیقات برای ساخت داروهایی برای درمان بیماری‌هایی مانند فنیل کتونوری (PKU) و آمفیزم ارثی در حال انجام است. اولین گاو تراریخته به نام رزی (1997) شیر حاوی پروتئین انسانی (2.4 گرم در لیتر) تولید کرد. این شیر حاوی ژن انسانی آلفا لاکتالبومین است و می‌تواند به عنوان جایگزینی برای شیر طبیعی گاو به نوزادان داده شود.
جمع‌بندی
حیوانات تراریخته در چندین سال گذشته یعنی از زمان گزارش تولد اولین حیوان تراریخته، برای اهداف مختلفی تولید شده‌اند. اما هدف اصلی تولید حیوانات تراریخته، تولید پروتئین‌های درمانی انسان در شیر این حیوانات است.
نویسندگان: یاسمن اسمی، کوثر حاجی‌پور
منابع:
- https://ijpsr.com/bft-article/transgenic-animals-production-and-application/?view=fulltext
- https://byjus.com/biology/transgenic-animals/
- https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?ID=557325
تهیـه‌شـده در آکـــادمـی ژنـــتیـــک ایــران
همچنین بخوانید: تریزومی_18
