0
ویژه نامه ها

سن تقویمی و سن بیولوژیکی حیوانات شبیه سازی شده

حقایقی بیشتر درباره دالی و این که آیا واقعا این گوسفند شبیه سازی شده در صفر سالگی متولد شده است یا نه را در این مقاله می خوانید.
سن تقویمی و سن بیولوژیکی حیوانات شبیه سازی شده
در سال 1997 گوسفندی به نام دالی توسط دانشمندان زیست شناس به نام‌های "کیت کمپبل"، "یان ویلموت" و همکارانش به جهان معرفی شد. دالی نه یک بره معمولی بلکه یک نمونه شبیه سازی شده بود، چون به جای این که از اسپرم و تخمک والدینش متولد شود، از سلول غده پستانی یک گوسفند ماده شش ساله دیگر به نام "فین دورست" (که دیگر زنده نیست) به وجود آمد.
 
با تولد دالی، یک انقلاب علمی و اجتماعی نیز زاده شد.
 
برخی از دانشمندان برجسته نظرات تردید آمیزی را مطرح کردند. زیرا این عمل آن قدر خوب و بی نقص انجام شد که واقعی به نظر نمی‌آمد. به تدریج تعداد بیشتری از حیوانات شبیه سازی شدند، ابتدا موش آزمایشگاهی، سپس گاو، بز، خوک، اسب، سگ، موش خرما و شتر تحت این روش قرار گرفتند. تا اوایل سال 2000 شبهات این موضوع برطرف شد، دالی یک گوسفند واقعی بود و مردم شبیه سازی حیوانات بالغ را کاری امکان پذیر می‌دانستند.
 به طور طبیعی یک مکانیسم داخلی در تخم‌ها وجود دارد که می‌تواند سلول را جوان کند.تأثیرات آتی شبیه سازی حیوانات در جامعه ما از همان ابتدا کاملاً مشهود بود. ممکن است روزی توانایی فزاینده ما در برنامه ریزی مجدد والدها، سلول‌های تخصصی قبلی و تبدیل آنها به سلول‌های جدید، منجر به تولید سلول‌ها و اندام‌هایی شود که با سیستم ایمنی بدن بیماران نیازمند پیوند عضو کاملاً سازگاری دارند.
 
اما واقعیتی که به نحوی از توجه دور ماند این بود که این گوسفند شبیه سازی شده از سلول حیوان دیگری که شش ساله بود به وجود آمد (در روز صفرم). محققان طی 20 سال گذشته تلاش کرده‌اند تا به رمز و راز روند پیر شدن نمونه‌های شبیه سازی شده دست پیدا کنند. آنها می‌خواهند بدانند این حیوانات در چه سنی (از نظر زیست شناختی) از سلول‌های والدین بالغ به دنیا می‌آیند؟
 

ده‌ها سال تحقیق بر روی شبیه سازی

اگر چه دالی به یک چهره مشهور بین المللی تبدیل شد، اما او اولین جانور مهره داری نبود که از سلول بدن حیوان دیگری شبیه سازی شد. در سال 1962، "جان گوردون" دانشمند زیست شناسی تکوینی اولین حیوان بالغ را با گرفتن سلول از روده یک قورباغه و تزریق آن به تخمک یک قورباغه دیگر شبیه سازی کرد. کارهای "گوردون" مورد توجه قرار نگرفت، هر چند بعدها جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی سال 2012 را به طور مشترک دریافت کرد. اما این دالی بود که ذهن ما را تسخیر کرده بود. شاید دلیلش این بود که او یک حیوان خونگرم و پستاندار بود و بسیار به انسان نزدیک‌تر بود. اگر می‌توانستیم آن کار را برای یک گوسفند انجام دهیم، پس می‌توانستیم بر روی خودمان هم انجام دهیم.
 
از 35 سال قبل، دالی همراه قورباغه‌های گوردون و همه آزمایش‌های دیگری که در این فاصله انجام شد، مسیر مطالعات علمی ما را دگرگون کرد. تبدیل یک سلول تمایز یافته - سلول حیوان بالغ که برای انجام کار خاص خود تخصصی شده است - به یک سلول جنینی که می‌تواند به رشد خود ادامه دهد و سلول های دیگر یک بدن طبیعی را به وجود آورد، برای ما بسیار شگفت آور بود. ما محققان با شگفتی در این فکر بودیم که آیا می‌توانیم از این هم جلوتر برویم؟ آیا می‌توانیم یک بار دیگر در آزمایشگاه یک سلول حیوان بالغ بسازیم بدون این که آن را تخصصی و متمایز کنیم و نیاز به ساختن جنین شبیه سازی شده داشته باشیم؟
 
یک دهه پس از اعلام تولد دالی، محقق سلول‌های بنیادی "تیم شاینا یاماناکا" دقیقاً همین کار را انجام داد. وی بعداً با "گوردون" جایزه  نوبل را به طور مشترک دریافت کرد. زیرا نشان داد سلول‌های بالغ می‌توانند برای پرتوان شدن مجدداً برنامه ریزی شوند، و به این ترتیب قادرند به هر نوع سلول تخصصی بالغ تبدیل شوند.
 اگر سلول را از حیوانی در هر سنی بگیریم و هسته آن را به یک تخمک بالغ غیر بارور وارد کنیم، می‌توانیم نمونه‌ای متولد کنیم که عمر آن کاملاً بازیابی شده باشد.
 سن تقویمی و سن بیولوژیکی حیوانات شبیه سازی شده
 
(تصویر)
یک سلول بدن بالغ را می‌توان به یک سلول بنیادی پرتوان القایی تبدیل کرد که آن هم به نوبه خود می‌تواند به هر نوع سلول متمایز تبدیل شود.
 
در حال حاضر ما قادریم سلول‌های جایگزین شخصی سازی شده – مستعد برای تمام انواع - را برای جایگزینی بافت آسیب دیده در اثر جراحت، اختلالات ژنتیکی و پیری بسازیم. حتی به زودی ممکن است بتوانیم نه تنها سلول‌ها بلکه اندام‌های خود را در یک میزبان غیر انسانی پرورش دهیم تا در صورت لزوم برای پیوند عضو آماده باشیم.
 اگر پروسه شبیه سازی به درستی انجام شود، ساعت بیولوژیکی هم تنظیم می‌شود.اگر دالی را سرآغاز سیل مسائلی بدانیم که با روش‌های جدید ساخت سلول‌ها و اندام‌های کاملاً سازگار به اوج خود می‌رسد، میراث او بهبود سلامت تمام انسان‌های این کره خاکی است. با این حال، من متقاعد شده‌ام که چیزهای بهتری نیز در آینده پیش خواهد آمد.
 

اسرار دالی هنوز کاملاً آشکار نشده است

زمستان سال 2013 بود، روزی در جاده حومه "ناتینگهام" متوجه شدم در سمت اشتباه جاده رانندگی می‌کنم. با آنکه منظره بیرون دلچسب بود، اما دلم گرفته بود. قصد داشتم خانواده "کیت کمپبل" را که چند هفته قبل به طور ناگهانی فوت کرده بود، ببینم. کیت دوستی باهوش، شوخ طبع و دوست داشتنی بود که به همراه "یان ویلموت" و همکارانش در مؤسسه "روزلین"، 15 سال قبل، دالی را برای ما آورده بود. ما در اوایل دهه 1990 در یک کنفرانس همدیگر را ملاقات کرده بودیم. آن موقع هر دو دانشمندان تازه کاری بودیم که روی شبیه سازی حیوانات کار می‌کردیم، کیت مشغول شبیه سازی گوسفند بود و من روی شبیه سازی گاو نحقیق می‌کردم. او ذاتاً برونگرا بود و با بذله گویی‌ها و برخورد خاکی‌اش، هوش و گفتگوی بی وقفه‌اش با لهجه غلیظ "میدلندز غربی" من را فوراً مجذوب خود کرد. دوستی ما از آن جا آغاز شد و تا زمان مرگش ادامه یافت.
 
وقتی به خانه روستایی زیبا و جالبش رسیدم، در نظر داشتم فقط چند دقیقه بمانم، به همسرش تسلیت بگویم و بروم. بعد از پنج ساعت و نوشیدن چندین بطری گینس، با احساس فوق العاده‌ای برگشتم. کیت می‌توانست با من چنین کاری کند، اما این بار خودش نبود، آخرین کارِ او بود که به جایش صحبت می‌کرد. همسرش بسیار سخاوتمندانه درباره پروژه‌ای که کیت تا قبل از مرگ بر روی آن کار می‌کرد با من صحبت کرد. نمی‌توانستم هیجان خود را پنهان کنم، با خودم گفتم ممکن است بعد از 20 سال، هنوز برجسته‌ترین جنبه میراث دالی هنوز آشکار نشده باشد؟
 
دالی با استفاده از سلول گوسفندی شش ساله شبیه سازی شد و در شش و نیم سالگی درگذشت که مرگی زودرس برای نژادی است که به طور متوسط 9 سال یا بیشتر عمر می‌کند. مردم تصور می‌کردند نمونه‌ای که از یک حیوان بالغ شبیه سازی می‌شود عمر کوتاهی خواهد داشت. به نظر می‌رسد نمونه شبیه سازی شده به جای این که "یک نوزاد تازه متولد شده" باشد، سن درونی‌اش بالاتر از حد مجاز زندگی خودش باشد. بنا بر این این تصور رایج است که سن بیولوژیکی نمونه‌های شبیه سازی شده‌ با سن تقویمی آنها منطبق نیست و "حیوانات شبیه سازی شده در جوانی خواهند مرد".
 این تصور رایج است که سن بیولوژیکی نمونه‌های شبیه سازی شده‌ با سن تقویمی آنها منطبق نیست و "حیوانات شبیه سازی شده در جوانی خواهند مرد".
 سن تقویمی و سن بیولوژیکی حیوانات شبیه سازی شده
 
(تصویر)
تلومرها با هر تقسیم سلول قطع می‌شوند و تعداد دفعات کپی شدن سلول را محدود می‌کنند.
 
برخی از ما متقاعد شده بودیم که اگر پروسه شبیه سازی به درستی انجام شود، ساعت بیولوژیکی هم تنظیم می‌شود، به این ترتیب زندگی یک حیوان شبیه سازی تازه متولد شده، واقعاً از صفر شروع می‌شود. ما برای اثبات حرف خود بسیار سخت کار کردیم. البته ما فقط با یک آنالیز دی.ان.ای که برای دالی انجام شد و تلومرهای کمی کوتاه‌تر را نشان داد، متقاعد نشدیم. (تلومر توالی‌های تکراری دی.ان.ای در انتهای کروموزوم‌ها است که "دفعات" تقسیم سلول را مشخص می‌کند). بلکه شواهد علمی قوی ارائه دادیم که نشان می‌داد گاوهای شبیه سازی شده دارای همان علائم مولکولی پیری گاوهای شبیه سازی نشده هستند و این یعنی برای این گاوها طول عمر طبیعی قابل پیش بینی است. محققان دیگر در موش های شبیه سازی شده همین نتیجه را اعلام کردند. اما ما نمی‌توانیم گزارش‌های همکاران در مورد تفسیر علائم بیولوژیکی در حیوانات شبیه سازی شده را که به تنظیم ناقص ساعت بیولوژیکی منسوب کرده‌اند، نادیده بگیریم. بنا بر این حقیقت هنوز معلوم نیست.
 به زودی ممکن است بتوانیم نه تنها سلول‌ها بلکه اندام‌های خود را در یک میزبان غیر انسانی پرورش دهیم تا در صورت لزوم برای پیوند عضو آماده باشیم.انجام مطالعات روند پیری بسیار دشوار است. زیرا تنها دو داده وجود دارد که واقعاً حساب می‌شود: تاریخ تولد و تاریخ مرگ. اگر می‌خواهید از طول عمر یک فرد مطلع شوید، باید تا مرگ طبیعی او صبر کنید. من اصلا ًفکرش را هم نمی‌کردم، در حالی که دوستم "کیت" تحقیق روی این موضوع را در سال 2012 شروع کرده بود.
 
بعد از ظهر شنبه‌ای که در خانه "کیت" در ناتینگهام گذراندم، عکسی از حیوانات را در آخرین مطالعه‌اش دیدم: چندین گوسفند شبیه سازی شده که همه بسیار بزرگ‌تر از دالی در زمان مرگش بودند. آنها فوق العاده به نظر می‌رسیدند و من بسیار تحت تأثیر قرار گرفتم.
 
سن تقویمی و سن بیولوژیکی حیوانات شبیه سازی شده

(تصویر)
در ژوئیه 2007 از "فین-دورست"، چهار گوسفند شبیه سازی شده 8 ساله متولد شدند، آنها از رده سلولی غده پستانی تولید شدند و این منجر به تولد دالی شد.
 
از آن جا که این اطلاعات محرمانه بود، مجبور شدم سکوت کنم، تا این که اواخر سال گذشته این تحقیق پس از مرگ کیت منتشر شد. همکاران کیت با فروتنی گفتند: " در خصوص آن دسته از نمونه‌های شبیه سازی شده که فراتر از دوره پیش زایمانی زنده می‌مانند [...]، اتفاق نظر (که با داده‌های فعلی پشتیبانی می‌شود) این است که آنها سالم هستند و به نظر می‌رسد که به طور طبیعی پیر می‌شوند."
 سلول‌های بالغ می‌توانند برای پرتوان شدن مجدداً برنامه ریزی شوند.این یافته‌ها زمانی بیشتر مورد توجه قرار گرفت که محققان دسامبر گذشته در انستیتوی تحقیقاتی "اسکریپس" دریافتند سلول های بنیادی پرتوان القایی که مجدداً با استفاده از "فاکتورهای یاماناکا" برنامه ریزی می‌شوند، الگوی اپی ژنتیکی پیری فرد اهدا کننده را حفظ می‌کنند. به عبارت دیگر، به نظر نمی‌رسد که استفاده از این چهار ژن برای برنامه ریزی مجدد سلول‌ها باعث تنظیم مجدد ساعت بیولوژیکی شود.
 
نمونه‌های شبیه سازی شده جدید اکنون به ما می‌گویند که اگر سلول را از حیوانی در هر سنی بگیریم و هسته آن را به یک تخمک بالغ غیر بارور وارد کنیم، می‌توانیم نمونه‌ای متولد کنیم که عمر آن کاملاً بازیابی شده باشد. این نمونه‌ها تأیید کردند که تمام علائم سن بیولوژیکی و تقویمی بین گوسفندان شبیه سازی شده و شبیه سازی نشده مطابقت دارد.
 
به نظر می‌رسد که به طور طبیعی یک مکانیسم داخلی در تخم‌ها وجود دارد که می‌تواند سلول را جوان کند. ما هنوز نمی‌دانیم این مکانسیم چیست، تنها از وجودش آگاهیم. گروه ما و محققان دیگر به سختی در تلاشند و به محض این که کسی آن را پیدا کند، حیرت انگیزترین میراث دالی شناخته خواهد شد.
 تبدیل یک سلول تمایز یافته - سلول حیوان بالغ که برای انجام کار خاص خود تخصصی شده است - به یک سلول جنینی که می‌تواند به رشد خود ادامه دهد و سلول های دیگر یک بدن طبیعی را به وجود آورد، برای ما بسیار شگفت آور بود.
منبع: خوزه سیبلی، Michigan State University


ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما