up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله تكنولوژي شبيه سازي 1 PDF
QR code - تكنولوژي شبيه سازي 1

تكنولوژي شبيه سازي 1

از دالي خارجي تا روياناي ايراني 1

● همه چيز درباره شبيه سازي
شايد اين روزها كه اخبار متفاوت و گسترده اي از كاربرد اين تكنولوژي در رسانه ها مي شنويد، كنجكاو شده باشيد كه اين كار چگونه انجام مي شود و ثمرات آن چيست؟ اين پرونده پاسخي است به كنجكاوي شما.
اگر چه ممكن است كمي عجيب به نظر برسد ولي بد نيست بدانيد كه موجودات شبيه سازي شده، هميشه در ميان ما وجود داشته اند. البته نساخته شده در آزمايشگاه و با استفاده از تكنولوژي ، بلكه منظورهمان دوقلوهاي مشابهي است كه به طور طبيعي خلق شد ه اند.
شايد شما اولين بار نام تكنولوژي شبيه سازي را زماني كه گوسفندي به نام دالي در سال ۱۹۹۷ با استفاده از اين تكنولوژي به دنيا آمد شنيده باشيد ولي بشر از مدت ها قبل از به دنيا آمدن دالي، از اين تكنولوژي استفاده كرده است.
حدود ۵ هزار سال قبل از ميلاد مسيح، انسان هاي اوليه متوجه شدند اگر دانه هايي را كه توسط گياهان غني تر و مقوي تر توليد مي شوند، بكارند، مي توانند پس از مدتي عين همان غله غني و مقوي را برداشت كنند. اين كار اولين قدم در دستكاري زندگي يك موجود زنده براي برآوردن نيازهاي انساني بود. موضوعي كه هدف اصلي و نهايي شبيه سازي است.
پس از گذشت حدود ۷ هزار سال و پيشرفت روزافزون علم، دانشمندان به فكر همانندسازي مهره داران افتادند. سال ۱۹۵۲، دو دانشمند به نام هاي رابرت بركينز و توماس كينگ موفق به شبيه سازي بچه قورباغه هايي شدند كه درست مثل حيوان اصلي و اوليه بودند. اين بچه قورباغه هاي كوچك به عنوان نخستين حيوانات شبيه سازي شده در تاريخ مشهورند. پس از آن تحقيقات در اين زمينه سرعت بيشتري گرفت.
سال ۱۹۹۶ و پس از گذشت چيزي حدود ۴۴ سال، تلاش هاي وسيع دانشمندان براي توليد اولين پستاندار شبيه سازي شده به نتيجه رسيد و گوسفندي به نام دالي در جولاي آن سال به دنيا آمد. اين كاررا دكتر جان ويليوت و همكارانش در موسسه روزلين اسكاتلند و با استفاده از هسته يك سلول از سلول هاي پستاني يك ميش بالغ و جايگزين كردن آن با هسته يك سلول تخمك انجام دادند. در همين زمان و با بروز نگراني هايي در جامعه از امكان شبيه سازي انساني و خطرات ناشي از آن، بيل كلينتون رئيس جمهور وقت آمريكا دستورالعمل ممنوعيت استفاده از بودجه هاي دولتي براي انجام تحقيقات شبيه سازي انساني را صادر كرد.
با اين وجود، سال ۲۰۰۱ دكتر پانابيوتيس زاووس از متخصصان مشهور باروري در آمريكا و تيم تحقيقاتي وي اعلام كردند كه صدها نفر از مردم براي انجام آزمايش به منظور توليد بچه هاي شبيه سازي شده داوطلب شده اند. اين موضوع باعث شد تا ساير كشورها نيز به فكر قانون مند كردن عمل شبيه سازي انسان بيفتند.
در اين ميان، انگلستان اولين كشوري بود كه عمل شبيه سازي انسان را به طور موثري قانون مند كرد البته طي اين مدت ، توليد ساير حيوانات شبيه سازي شده در كشورهاي مختلف ادامه يافت و حيواناتي نظير اسب، گاو، موش، سگ و گربه همانندسازي شدند. سال ۲۰۰۳، اولين پستاندار به دنيا آمده با استفاده از تكنولوژي همانندسازي يعني دالي در ۶ سالگي و به دليل ابتلا به يك بيماري ريوي با انجام تزريق كشنده فوت كرد، ولي تكنولوژي همانندسازي همچنان راه خود را ادامه مي دهد.
● اسرار همانند سازي
براي انواع مختلف شبيه سازي، تكنولوژي هاي متفاوتي وجود دارد. تكنيك انتقال هسته سلول سوماتيك (ScNT) تكنيكي است كه بيشتر از همه براي شبيه سازي توليد مثلي پستانداران استفاده مي شود. در اين روش موجود توليد شده، همان مواد ژنتيكي هسته اي حيوان اوليه را خواهد داشت.
دالي، اولين پستاندار شبيه سازي شده، با استفاده از تكنولوژي انتقال هسته سلول سوماتيك به دنيا آمد. براي فهم بهتر اين تكنولوژي بايد مروري به سيستم توليد مثل در موجودات زنده داشته باشيم. در بدن هر پستاندار زنده، تخمك در جنس مونث و اسپرم در جنس مذكر، تنها سلول هايي هستند كه نقش توليد مثلي دارند و به عنوان سلول هاي توليد مثلي يا سلول هاي جنسي معروفند. به تمامي سلول هاي غير از آنها، سلول سوماتيك يعني سلول غيرتوليد مثلي يا سلول بدني گفته مي شود.
هر سلول سوماتيك داراي دو سري كامل از كروموزوم هاست، در حالي كه سلول هاي توليد مثلي هر كدام فقط يك سري دارند. پس از لقاح و آميزش، اسپرم و تخمك با هم يكي مي شوند و سلول تخم را به وجود مي آورند. سلول تخم، داراي دو سري كامل از كروموزوم هاست كه يك سري را از اسپرم (پدر) و يك سري را از تخمك (مادر) گرفته است.
براي ساختن دالي با استفاده از تكنولوژي انتقال هسته سلول سوماتيك، دانشمندان يك سلول سوماتيك را از بافت پستان يك گوسفند بالغ جدا كردند. آنها سپس هسته آن سلول را به يك سلول تخمكي كه هسته اش را قبلا برداشته بودند، منتقل كردند.
هسته هر سلول در حقيقت مغز يك سلول را تشكيل مي دهد و حاوي تمام مواد ژنتيكي و اطلاعاتي است كه سلول ها براي زندگي شان لازم دارند. درواقع تفاوت در همين مواد ژنتيكي است كه موجب مي شود هر كدام از ما منحصر به فرد بوده و با سايرين تفاوت داشته باشيم.
در مرحله بعد، دانشمندان سلول تخمك را كه داراي هسته جديد (از سلول دهنده) است به كمك مواد شيميايي و جريان الكتريكي به تقسيم سلولي تحريك كردند. پس از چند تحريك شيميايي، سلول تخمك با هسته جديدش درست شبيه سلول تخمي كه به تازگي بارور شده باشد، عمل كرد. بعد از آنكه رويان شبيه سازي شده به مرحله مناسب و خوبي رسيد، آن را به رحم يك ميزبان ماده منتقل كردند تا در آنجا به تكاملش تا هنگام تولد ادامه دهد.
در نهايت، دالي به همين ترتيب در سال ۱۹۹۶ به دنيا آمد. او يك كپي ژنتيكي دقيق و كامل از گوسفند ماده بالغي بود كه هسته سلول سوماتيكش را جايگزين هسته يك سلول تخمك كرده بودند. دالي اولين پستانداري بود كه از يك سلول سوماتيك بالغ شبيه سازي شده بود.
نكته مهمي كه دانشمندان به آن اشاره مي كنند، اين است كه دالي يا هر موجود ديگري كه با استفاده از تكنولوژي انتقال هسته اي توليد شده، ۱۰۰ درصد مشابه موجود اوليه نيست. اين شباهت چيزي در حد ۹۹ ۷ درصد است، زيرا در اين تكنولوژي تنها هسته سلول دهنده وارد تخمك بدون هسته مي شود، حال آنكه مقداري از مواد ژنتيكي مهم در خارج از هسته و داخل ميتوكندري ها وجود دارند.
ميتوكندري ها قسمتي از سلول هستند كه خارج از هسته و داخل سيتوپلاسم يك سلول قرار دارند و به عنوان منابع توليد قدرت، انرژي و متابوليزم سلولي عمل مي كنند. ميتوكندري ها داراي قطعات كوچكي از DNA هستند و برخي از مواد ژنتيكي در فرآيند شبيه سازي از ميتوكندري هاي سيتوپلاسم مي آيند. اينكه اين موضوع به چه مقدار تغييرات در يك موجود شبيه سازي شده منجر مي شود، در حال بررسي است.
شبيه سازي با روش هاي معمولي توليد مثل چه تفاوتي دارد؟
بارور شدن يك تخمك به وسيله يك اسپرم (روش معمولي توليد مثل) و روش انتقال هسته سلول سوماتيك هر دو منجر به يك نتيجه مي شوند و آن به وجود آمدن رويان است. يك رويان از سلول هايي كه دو سري كامل كروموزوم دارند، تشكيل شده است. تفاوت اين دو روش در منشا آن دو سري كروموزوم است.
در باروري معمولي، اسپرم و تخمك هر كدام داراي يك سري كروموزوم هستند و زماني كه اين دو به هم متصل مي شوند، تخم بارور داراي رشته هاي كروموزومي خواهد بود كه يك سري از پدر (اسپرم) و يك سري از مادر (تخمك) گرفته شده اند ولي در روش انتقال هسته سلول سوماتيك براي انجام شبيه سازي، هسته سلول تخمك كه داراي تنها يك سري از كروموزوم ها است برداشته و با هسته سوماتيك كه داراي دو سري كامل از كروموزوم هاست ، جايگزين مي شود. بنابراين، رويان حاصل شده از اين روش هر دو سري كروموزم هايش را فقط از يك سلول سوماتيك منفرد گرفته است.
شبيه سازي چه خطراتي دارد؟
شبيه سازي توليد مثلي موجودات زنده در حال حاضر يك عمل گران و غيرموثر است. بيش از ۹۵ درصد تلاش هاي شبيه سازي براي توليد يك موجود زنده شكست مي خورند و ممكن است بيش از ۱۰۰ فرآيند انتقال هسته اي براي توليد يك موجود شبيه سازي شده، لازم باشند. دالي پس از ۲۷۶ مرتبه تلاش براي عوض كردن هسته تخمك، به دنيا آمد. اين ۲۷۶ تخمك در مجموع ۲۹ رويان توليد كردند و از ميان آنها تنها دالي زنده ماند.
علاوه بر اين، تنها ۷۰ گوساله پس از ۹هزار مرتبه تلاش براي همانندسازي به دنيا آمدند. يك سوم از اين گوساله ها طي مدت كوتاهي جان خود را از دست دادند و بسياري از آنها در هنگام مرگ به طور غيرعادي بزرگ بودند. بد نيست بدانيد كه اولين اسب شبيه سازي شده يعني پرومته پس از ۳۲۸ بار تلاش به دنيا آمد.علاوه بر شانس موفقيت كم، بررسي ها نشان داده اند حيوانات همانندسازي شده غالبا عملكرد ايمني مختل شده بيشتر و ميزان بالاتري از ابتلا به انواع عفونت، سرطان و ساير اختلالات را دارند.
برخي دانشمندان علت مرگ اولين پستاندارد شبيه سازي شده (دالي) را پيري زودرس ناشي از شبيه سازي مي دانند ولي دكتر يان ويلموت معتقد است كه مرگ زودرس دالي ارتباطي با شبيه سازي نداشته و به دليل يك عفونت تنفسي شايع در ميان گوسفندها بوده است.يك مشكل اصلي در شناخت عواقب شبيه سازي آن است كه متاسفانه بسياري از حيوانات شبيه سازي شده به اندازه كافي زنده نمانده اند. اين موضوع باعث شده است تا دانشمندان اطلاعات كافي در مورد اينكه حيوانات شبيه سازي شده چگونه زندگي كرده و پير مي شوند، به دست بياورند.سالم به نظر رسيدن در سن كم به تنهايي يك نشانه خوب براي بقاي طولاني مدت موجودات شبيه سازي تلقي نمي شود.
در حقيقت اين حيوانات به دليل مردن اسرارآميزشان شهرت دارند. به عنوان مثال، نخستين گوسفند شبيه سازي شده استراليايي پيش از مرگ كاملا سالم و سرحال به نظر مي رسيد و نتايج كالبدشكافي ها نتوانستند علت مرگش را مشخص كنند.در سال ۲۰۰۲، پژوهشگران موسسه وايت هد در ماساچوست آمريكا اعلام كردند كه رگ هاي موش هاي همانندسازي شده داراي اشكالاتي هستند. آنها در تجزيه و تحليل بيش از ۱۰ ۰۰۰ سلول كبد و جفت موش هاي همانند سازي شده، متوجه شدند كه در حدود ۴ درصد از عملكرد ژن ها غيرعادي بوده است. به عقيده دانشمندان تغييراتي در فعاليت طبيعي آنها و يا بروز يك سري ژن هاي خاص علت بروز اين اشكالات هستند.
يك مشكل ديگر به ويژه در مورد همانندسازي گونه هاي منقرض شده آن است كه در اين موارد به طور طبيعي نمونه منفرد شبيه سازي شده به تنهايي قادر به خلق يك جمعيت بارور كننده ديگر نخواهد بود. علاوه بر اين، حتي در صورتي كه هر دو جنس مذكر و مونث آن موجود زنده وجود داشته باشند، معلوم نيست كه آيا آنها در غياب والديني كه بايستي به آنها رفتار طبيعي شان را بياموزند قادر به زندگي خواهند بود يا خير.غير از موارد فوق، ممكن است همانندسازي برخي از حيوانات منقرض شده نظير دايناسورها در آينده دور خطرات بالقوه زيادي را براي انسان ها داشته باشند. فيلم پارك ژوراسيك كه صرفا يك فيلم علمي تخيلي بود مو را بر تن راست مي كرد. حال فكر كنيد اگر اين علم و تخيل به واقعيت تبديل شود چه اتفاقاتي ممكن است در جهان روي دهد.
شبيه سازي حيوانات منقرض شده
كساني كه كتاب پارك ژوراسيك را خوانده و يا فيلم آن را ديده اند بيشتر از سايرين با اين مورد استفاده شبيه سازي آشنايي دارند. بازسازي مواد ژنتيكي گونه هاي منقرض شده از مدت ها قبل مدنظر دانشمندان بوده است. يكي از مواردي كه اخيرا دانشمندان در حال كار بر روي آن هستند، يك نوع ماموت پشمالو است.
متاسفانه تلاش ها براي گرفتن مواد ژنتيكي از ماموت هاي يخ زده تاكنون موفقيت آميز نبود ه اند. مشكل اصلي اين است كه در اين گونه موارد سلول تخمك و رحمي كه قرار است سلول همانندسازي شده در آن كاشته شوند از گونه هاي متفاوتي هستند. اين موضوع امكان موفقيت عمل شبيه سازي را بسيار مشكل ساخته است. علاوه بر اين، براي همانندسازي گونه هاي منقرض شده بايد يك DNA سالم و كامل وجود داشته باشد. با اين وجود درحال حاضر يك تيم روسي ژاپني در حال بررسي و كار بر روي همانندسازي ماموت ها هستند.
● استفاده از تكنولوژي شبيه سازي درماني در انسان
ممكن است روزي از تكنولوژي شبيه سازي درماني در انسان ها براي توليد اعضاي بدن از يك سلول استفاده شود. همچنين شايد بتوان با كمك اين تكنولوژي سلول هاي سالمي را توليد و آنها را جايگزين سلول هايي كه در اثر بيماري هاي تحليل برنده مثل آلزايمر يا پاركينسون خراب شده اند ،كرد. دانشمندان اميدوارند روزي بتوانند از شبيه سازي درماني براي توليد اعضا و بافت ها به منظور پيوند استفاده كنند. براي انجام اين عمل، DNA بايد از فردي كه به پيوند نياز دارد گرفته شده و وارد يك سلول تخمك بدون هسته شود. پس از تقسيم تخمك حاوي مواد ژنتيكي بيمار، سلول هاي بنيادي حاصله كه قابليت تبديل به هر گونه بافتي را دارند كشت داده مي شوند.

مقدمه : با توجهات دولتها و تلاشهاي بين المللي در مورد ( مديريت منابع آب ) از اوايل دهه ۱۹۷۰ ميلادي با مطرح شدن و پيدايش عبارت ( توسعه پايدار ) در ادبي ...

● گام اول: خون سازي سلولهاي خوني در مغز استخوان ساخته مي شوند. مغز استخوان ماده اي ژله اي است که بخش عمده اي از آن را چربي، خون و سلولهاي مادر تشکيل م ...

مقدمه زيره سبز با نام علمي L. Cuminum cyminum گياهي است از خانواده apiaceae، يکساله، معطر، بدون کرک (جز ميوه) ساقه علفي با انشعابات دو تايي و گاهي سه ...

● گام اول: خون سازي سلولهاي خوني در مغز استخوان ساخته ميشوند. مغز استخوان ماده اي ژله اي است که بخش عمده اي از آن را چربي، خون و سلولهاي مادر تشکيل مي ...

هماتوپويزيس يا خون سازي، روندي است که در آن، سلول هاي خون شکل مي گيرد. همه اجزاي سلولي در خون از سلول هاي بنيادي خون ساز منشا مي گيرند. در يک فرد سالم ...

متخصصان زيبايي، لب هاي توپر همراه با کناره هاي برجسته و واضح را از معيارهاي زيبايي لب مي دانند. لب ها هر دو قسمت صورت را پرمي کنند و در زمان خنديدن، ن ...

همواره وجود روابط اقتصادي ميان پزشکان از يک طرف و شرکت هاي داروسازي و تجهيزات پزشکي يا مراکز ارايه دهنده خدمات پاراکلينيک (مراکز تصويربرداري، آزمايشگا ...

افزايش سن بر هر بخشي از بدن اثر مي گذارد؛ از جمله بر پوست صورت. هر چه سن بالاتر مي رود و تجربه و خرد آدم بيشتر مي شود، تغييراتي که در ظاهر بيروني رخ م ...

دانلود نسخه PDF - تكنولوژي شبيه سازي 1