شبیه سازی و امکان گسترش آن به انسان

تصویر: بسیاری از مردم وقتی کلمه شبیه سازی را می شنوند، ارتش هایی از کلون های انسانی را که برای اهداف پلید ایجاد شده اند تصور می کنند. andriano.cz/Shutterstock.com
 
اگر از مردم در مورد شبیه سازی انسان بپرسید، به یاد شخصیت‌های شیطانی علمی- تخیلی می‌افتند. اما در زندگی واقعی، کلمه "شبیه سازی شده" اغلب دارای کاربردهای بسیار گسترده‌تر و مثبت‌تری است. درست همان طور که کارمندان ادارات، اسناد را با استفاده از دستگاه کپی تکثیر می‌کنند، دانشمندانی مانند ما که بیماری‌های گیاهی را مطالعه می‌کنند از معادل بیولوژیکی دستگاه کپی برای شبیه سازی ژن‌ها، سلول‌ها، بافت‌ها و همچنین کل یک موجود زنده (ارگانیسم) استفاده می‌کنند.
   
تصویر: وقتی که رشته‌های شیمیایی معروف به بازها جفت می‌شوند، دو رشته "دی.ان.ای" یک مارپیچ دوتایی را تشکیل می‌‌دهند.
 به هر حال جنبه‌های اخلاقی تولید انسان‌های شبیه سازی اهمیت دارد.

شبیه سازی "دی.ان.ای"

رایج‌ترین نوع شبیه سازی در آزمایشگاه همانند سازی ژن است. هر ژن بخشی از "دی.ان.ای" (اسیدهای دی اکسی ریبونوکلئیک) است که از یک جفت مواد شیمیایی به نام "باز" تشکیل شده است. این بازهای دوتایی، مارپیچ دوتایی موسوم به "دی.ان.ای" را تشکیل می‌دهند. بسته به گونه یک ارگانیسم، کل ژنوم می‌تواند شامل چند هزار تا میلیاردها جفت باز باشد که فقط چند تا ده هزار ژن را تشکیل می‌دهد. ژنوم انسان به تنهایی دارای 3 میلیارد جفت باز است که حدود 30000 ژن را می‌سازند.
 
ژن‌ها برای صفاتی مانند رنگ چشم و قد و همچنین ویژگی‌های مهمی چون رشد قلب و حواس پنج‌گانه کد گذاری می‌کنند. برخی از ژن‌ها حتی می‌توانند افراد را مستعد برخی بیماری‌ها یا انواع شخصیت‌ها کنند.
 رایج‌ترین نوع شبیه سازی در آزمایشگاه همانند سازی ژن است.دانشمندان برای کشف اسرار پنهان حیات در "دی.ان.ای" نحوه عملکرد ژن‌های فردی را بررسی می‌کنند. برای این کار، آنها ابتدا بخشی از "دی.ان.ای" حاوی ژن مورد نظر را کپی می‌کنند. کپی یا شبیه سازی، اغلب از طریق یک واکنش بیوشیمیایی به نام واکنش زنجیره‌ای پلیمراز یا "پی.سی.آر" انجام می‌شود که همانند سازی "دی.ان.ای" طبیعی را تقلید می‌کند. ژن مورد نظر پس از کپی شدن، همچنین می‌تواند به یک پلاسمید (حلقه دی.ان.ای) که از باکتری ساده اشریشیا کُلی (ای.کُلی) گرفته شده، وارد شود.
 
با تکثیر " ای.کُلی"، پلاسمیدها نیز تکثیر می‌شوند و نسخه‌های ژنی که دارای رشد تصاعدی هستند را تولید می‌کنند. شبیه سازی ژن به دانشمندان کمک می‌کند توالی "دی.ان.ای" را در ژنی که یک صفت را رمز گذاری می‌کند، کشف کنند. این کار در نهایت آنها را قادر می‌سازد با اصلاح ژن، ویژگی موجود در ارگانیسم را دستکاری کنند - به عنوان مثال، با تغییر سطح ظهور آن و / یا تغییر توالی آن. از طریق این دستکاری‌ها، دانشمندان می‌توانند دریابند که ژن چه کاری انجام می‌دهد و چگونه کار می‌کند. در برخی موارد، چنین اطلاعاتی می‌تواند منجر به تشخیص زودتر و درمان بهتر عوارض پزشکی و بیماری‌های مهلک شود.
 
تصویر: شبیه سازی انواع مختلفی دارد. الف- شبیه سازی “دی.ان.ای”از طریق "پی.سی.آر" و یک پلاسمید. ب- شبیه سازی گیاه. یک گیاه عنکبوتی به طور مداوم به طور غیرجنسی تولید مثل می‌کند و نمونه‌های شبیه سازی شده‌ از خود ایجاد می‌کند که از آن آویزان هستند و برای ریشه زدن به دنبال خاک هستند. ج- شبیه سازی حیوانات. این مراحل، وارد کردن هسته دوتایی (دیپلویید) از یک سلول بالغ به یک سلول تخمک بدون هسته را نشان می‌دهد. این روندی است که گوسفند "دالی" را برای ما به وجود آورد.
 شاید از خود بپرسید ممکن است روزی یک جنایتکار شرور بتواند هزاران نسخه از خودش را بسازد؟

شبیه سازی سلول‌ها، بافت‌ها و ارگانیسم‌ها

به همین ترتیب، دانشمندان می‌توانند با فراهم کردن مواد مغذی و محیط مناسب، کل سلول‌ها و بافت‌ها را شبیه سازی کنند. شبیه سازی سلولی - اگر با دقت انجام شود - برای جایگزینی سلول‌های مرده در بیماران بستری در بیمارستان استفاده می‌شود. برای جایگزینی مناطق بزرگ‌تر بدن، شبیه سازی بافت‌ها بسیار حیاتی است.
 
برخی ارگانیسم‌ها حتی می‌توانند در پاسخ به از دست دادن یک اندام، کل قسمت‌های بدن خود را باز سازی کنند. به عنوان مثال، مارمولک‌ها می‌توانند دُم از دست رفته خود را باز سازی کنند و پلانارها (نوعی کرم پهن) می‌توانند سر خود را جایگزین کنند. بعضی از گیاهان، مرتباً از روش لقاح مصنوعی برای تولید نسخه‌های زیادی از اندام‌های خاص استفاده می‌کنند، به عنوان مثال، ریشه‌های مویین یا شاخه‌های چندگانه، بدون آن که حضور کل گیاه لازم باشد، تولید می‌شوند.
 
با این حال، انجام شبیه سازی اندام‌های حیوانی برای محققان انسانی چندان آسان نیست. شبیه سازی اعضای بدن فقط جمع کردن انواع صحیح سلول‌ها در کنار هم برای ساختن بافت‌ها و سپس چیدن بافت‌ها در کنار هم برای ایجاد یک اندام نیست. برای ساختن یک اندام عملکردی مانند قلب تپنده، باید به ابتدای رشد قلب برگردیم و یک سلول پیش ساز قلب پیدا کنیم. سپس این سلول را با ترفندی وادار به طی کردن مراحل رشد قلب در غیاب حضور کل بدن کنیم تا در نهایت به قلب تبدیل شود. این که چطور به این مرحله برسیم هنوز برایمان یک معماست. دانشمندان سخت در تلاشند، اما این که می‌توانیم شبیه سازی اعضای بدن انسان را در سطحی انجام دهیم که انقلابی در پیوند و جایگزینی موفقیت آمیز اعضای بدن به وجود آید، فقط در آینده معلوم می‌شود.
 
همه این ها، در مقایسه با شبیه سازی کامل یک ارگانیسم چند سلولی، رنگ می‌بازد. در شبیه سازی یک ارگانیسم، یک کپی دقیق ژنتیکی بدون نیاز به تولید مثل جنسی تولید می‌شود. گیاهان از این لحاظ بدون شک پیشتاز هستند؛ برخی از گیاهان می‌توانند به سادگی از قلمه‌ها رشد کرده یا از قسمت‌هایی از بدن خود یک اندام شبیه سازی شده تولید کنند.
 شبیه سازی ژن به دانشمندان کمک می‌کند توالی "دی.ان.ای" را در ژنی که یک صفت را رمز گذاری می‌کند، کشف کنند. اما شبیه سازی حیوانات با موانع مختلفی مواجه است. این فرآیند در حال حاضر شامل انتقال یک هسته (دی.ان.ای) از یک سلول حیوان بالغ اهدا کننده به یک سلول تخمک است که هسته آن (دی.ان.ای) برداشته شده است. سپس این سلول نو ترکیب (کایمریک) تحریک می‌شود تا تبدیل به سلول جنینی یا پر توان شود، به این معنی که بتواند به سلول‌های دیگر تقسیم شده و سپس متمایز شوند تا در نهایت جنین تشکیل شود. اگر چه این فرآیند ممکن است ساده به نظر برسد، اما این چالش برانگیزترین مرحله در شبیه سازی یک ارگانیسم است.
 
پس از تشکیل جنین، مرحله بعدی بسیار ساده است. جنین در رحم ماده کاشته می‌شود و تا تبدیل شدن به یک نوزاد به رشد خود ادامه خواهد داد. این مرحله کاشت معمولاً به عنوان بخشی از روند لقاح آزمایشگاهی (آی.وی.اف) در انسان انجام می‌شود. نوزادانی که از طریق لقاح آزمایشگاهی تولید می‌شوند، یک مجموعه "دی.ان.ای" از پدر (اهدا کننده اسپرم) و مجموعه دیگری از مادر (اهداکننده تخمک) درون خود دارند. با این حال، نمونه‌های شبیه سازی شده‌ همان "دی.ان.ای" کروموزومی سلول والد اولیه را دارند که هسته خود را (دی.ان.ای) اهدا می‌کند. به دلیل مشکلات مرتبط با فرآیند شبیه سازی، تعداد کمی از متخصصان در جهان موفق به شبیه سازی حیوانات شده‌اند. علاوه بر این، برخی از حیوانات شبیه سازی شده مشکلات سلامتی یا کاهش طول عمر را نشان می‌دهند. با وجود این، لیست حیوانات شبیه سازی شده از جمله گوسفندان، گاوهای ماده، گاوهای نر، گربه‌ها، سگ‌ها، گوزن‌ها، اسب‌ها، قاطرها، خرگوش‌ها و موش‌ها همچنان در حال گسترش است.
 
تصویر: "برنان مک کینی"، از ایالات متحده، سه شنبه، 5 اوت 2008 در اولین ملاقات خود در بیمارستان حیوانات دانشگاه ملی سئول (کره جنوبی)، نگهداری یکی از پنج توله سگ "پیت بول" را در کنار یک سگ مادر بر عهده گرفت. "مک کینی" از یک شرکت بیوتکنولوژی در کره جنوبی از طریق اولین  به اصطلاح "اولین سرویس تجاری شبیه سازی سگ در جهان"، پنج توله سگ را که کپی‌هایی از "بوگر" سگ پیت بول درگذشته محبوبش بودند، دریافت کرد.
 لیست حیوانات شبیه سازی شده از جمله گوسفندان، گاوهای ماده، گاوهای نر، گربه‌ها، سگ‌ها، گوزن‌ها، اسب‌ها، قاطرها، خرگوش‌ها و موش‌ها همچنان در حال گسترش است.

نمونه‌های شبیه سازی شده‌ از یک ابر شرور

حال که شبیه سازی کل ارگانیسم‌ها امری واقعی است، (اگرچه در حال حاضر انجام گسترده آن امکان پذیر نیست)، شاید از خود بپرسید ممکن است روزی یک جنایتکار شرور بتواند هزاران نسخه از خودش را بسازد؟ آیا پس از آن می‌تواند دنیا را تسخیر ‌کند؟
 
پاسخ به این سؤال نیازمند بررسی از زوایای مختلف است.
 
بیایید تصور کنیم افرادی شبیه سازی شده‌‌اند. از آن جا که آنها انسان هستند، بر خلاف روبات‌ها به سادگی از دستورات اطاعت نخواهند کرد یا مانند عروسک‌های خیمه شب بازی که آلت دست یک انسان شرور هستند، عمل نخواهند کرد. همانند دو قلوهای یکسان، ممکن است شبیه سازی شده‌ها زمینه‌های مشترکی داشته باشند، اما شخصیت آنها یکسان نخواهد بود. از آن جا که شکل گیری شخصیت و رفتار انسان تا حد زیادی تحت تأثیر محیط است، حتی ممکن است شبیه سازی شده‌ها برخلاف انسان شرور اولیه پرورش یابند! اگر چه ممکن است فرد شرور به ارزش‌های اخلاقی اهمیتی ندهد، اما به هر حال جنبه‌های اخلاقی تولید انسان‌های شبیه سازی اهمیت دارد. آیا جامعه عمل شبیه سازی را می‌پذیرد؟ آیا به شبیه سازی شده‌ها حقوق کامل انسان‌های با تولد طبیعی داده می‌شود؟ اگر خانواده‌ها تصمیم بگیرند که عزیزان درگذشته خود را شبیه سازی کنند، این عمل چه تأثیری بر آنها خواهد گذاشت؟
 شبیه سازی سلولی - اگر با دقت انجام شود - برای جایگزینی سلول‌های مرده در بیماران بستری در بیمارستان استفاده می‌شود. اما با وجود این مسائل، شبیه سازی ارگانیسم کاربردهای فوق العاده‌ای برای جامعه دارد. این عمل اگر چه تنوع ژنتیکی مورد نیاز برای حفظ جمعیت سالم را ایجاد نمی‌کند اما به ما کمک می‌کند تا گونه‌های سراسر جهان را از خطر انقراض نجات دهیم. این عمل همچنین یک ابزار مهم برای مطالعه بیماری‌ها و تکثیر ارگانیسم‌ها با ویژگی‌های مهم یا نادر است که ممکن است از طریق تولید مثل از بین برود‌، مانند گاوهایی با تولید شیر زیاد یا حیواناتی که می‌توانند ترکیبات دارویی ارزشمندی تولید کنند.
 
فرآیند شبیه سازی در عین حال که نوید بخش و هیجان انگیز است، مسیری ناهموار و پر از موانعی مانند اصول اخلاقی و معضلات علمی دارد. شاید جامعه ما هنوز آماده برخورد با انسان‌های شرور و نمونه‌های شبیه سازی شده‌ آنها نباشد.
 
منبع: هُوا لو، جسیکا آلیسون، Baltimore County