ژنتیک و شبیه سازی

ژنتیک و شبیه سازی

شاید این روزها که اخبار متفاوت و گسترده ای از کاربرد این تکنولوژی در رسانه ها می شنوید، کنجکاو شده باشید که این کار چگونه انجام می شود و ثمرات آن چیست؟ این پرونده پاسخی است به کنجکاوی شما. اگر چه ممکن است کمی عجیب به نظر برسد ولی بد نیست بدانید که موجودات شبیهسازی شده، همیشه در میان ما وجود داشتهاند. البته نساخته شده در آزمایشگاه و با استفاده از تکنولوژی ، بلکه منظورهمان دوقلوهای مشابهی است که به طور طبیعی خلق شدهاند.
شاید شما اولینبار نام تکنولوژی شبیهسازی را زمانی که گوسفندی به نام دالی در سال ۱۹۹۷ با استفاده از این تکنولوژی به دنیا آمد شنیده باشید ولی بشر از مدتها قبل از به دنیا آمدن دالی، از این تکنولوژی استفاده کرده است.
حدود ۵ هزار سال قبل از میلاد مسیح، انسانهای اولیه متوجه شدند اگر دانههایی را که توسط گیاهان غنیتر و مقویتر تولید میشوند، بکارند، میتوانند پس از مدتی عین همان غله غنی و مقوی را برداشت کنند. این کار اولین قدم در دستکاری زندگی یک موجود زنده برای برآوردن نیازهای انسانی بود. موضوعی که هدف اصلی و نهایی شبیهسازی است.
پس از گذشت حدود ۷ هزار سال و پیشرفت روزافزون علم، دانشمندان به فکر همانندسازی مهرهداران افتادند. سال ۱۹۵۲، دو دانشمند به نامهای رابرت برکینز و توماس کینگ موفق به شبیهسازی بچه قورباغههایی شدند که درست مثل حیوان اصلی و اولیه بودند. این بچه قورباغههای کوچک به عنوان نخستین حیوانات شبیهسازی شده در تاریخ مشهورند. پس از آن تحقیقات در این زمینه سرعت بیشتری گرفت.
سال ۱۹۹۶ و پس از گذشت چیزی حدود ۴۴ سال، تلاشهای وسیع دانشمندان برای تولید اولین پستاندار شبیهسازی شده به نتیجه رسید و گوسفندی به نام دالی در جولای آن سال به دنیا آمد. این کاررا دکتر جانویلیوت و همکارانش در موسسه روزلین اسکاتلند و با استفاده از هسته یک سلول از سلولهای پستانی یک میش بالغ و جایگزین کردن آن با هسته یک سلول تخمک انجام دادند. در همین زمان و با بروز نگرانیهایی در جامعه از امکان شبیهسازی انسانی و خطرات ناشی از آن، بیلکلینتون رئیس جمهور وقت آمریکا دستورالعمل ممنوعیت استفاده از بودجههای دولتی برای انجام تحقیقات شبیهسازی انسانی را صادر کرد.
با این وجود، سال ۲۰۰۱ دکتر پانابیوتیس زاووس از متخصصان مشهور باروری در آمریکا و تیم تحقیقاتی وی اعلام کردند که صدها نفر از مردم برای انجام آزمایش به منظور تولید بچههای شبیهسازی شده داوطلب شدهاند. این موضوع باعث شد تا سایر کشورها نیز به فکر قانونمند کردن عمل شبیهسازی انسان بیفتند.
در این میان، انگلستان اولین کشوری بود که عمل شبیهسازی انسان را به طور موثری قانونمند کرد البته طی این مدت ، تولید سایر حیوانات شبیهسازی شده در کشورهای مختلف ادامه یافت و حیواناتی نظیر اسب، گاو، موش، سگ و گربه همانندسازی شدند. سال ۲۰۰۳، اولین پستاندار به دنیا آمده با استفاده از تکنولوژی همانندسازی یعنی دالی در ۶ سالگی و به دلیل ابتلا به یک بیماری ریوی با انجام تزریق کشنده فوت کرد، ولی تکنولوژی همانندسازی همچنان راه خود را ادامه میدهد.

اسرار همانند سازی

برای انواع مختلف شبیهسازی، تکنولوژیهای متفاوتی وجود دارد. تکنیک انتقال هسته سلول سوماتیک (ScNT) تکنیکی است که بیشتر از همه برای شبیهسازی تولید مثلی پستانداران استفاده میشود. در این روش موجود تولید شده، همان مواد ژنتیکی هستهای حیوان اولیه را خواهد داشت.
دالی، اولین پستاندار شبیه سازی شده، با استفاده از تکنولوژی انتقال هسته سلول سوماتیک به دنیا آمد. برای فهم بهتر این تکنولوژی باید مروری به سیستم تولید مثل در موجودات زنده داشته باشیم. در بدن هر پستاندار زنده، تخمک در جنس مونث و اسپرم در جنس مذکر، تنها سلولهایی هستند که نقش تولید مثلی دارند و به عنوان سلولهای تولید مثلی یا سلولهای جنسی معروفند. به تمامی سلولهای غیر از آنها، سلول سوماتیک یعنی سلول غیرتولید مثلی یا سلول بدنی گفته میشود.
هر سلول سوماتیک دارای دو سری کامل از کروموزومهاست، در حالی که سلولهای تولید مثلی هر کدام فقط یک سری دارند. پس از لقاح و آمیزش، اسپرم و تخمک با هم یکی میشوند و سلول تخم را به وجود میآورند. سلول تخم، دارای دو سری کامل از کروموزومهاست که یک سری را از اسپرم (پدر) و یک سری را از تخمک (مادر) گرفته است.
برای ساختن دالی با استفاده از تکنولوژی انتقال هسته سلول سوماتیک، دانشمندان یک سلول سوماتیک را از بافت پستان یک گوسفند بالغ جدا کردند. آنها سپس هسته آن سلول را به یک سلول تخمکی که هستهاش را قبلا برداشته بودند، منتقل کردند.
هسته هر سلول در حقیقت مغز یک سلول را تشکیل میدهد و حاوی تمام مواد ژنتیکی و اطلاعاتی است که سلولها برای زندگیشان لازم دارند. درواقع تفاوت در همین مواد ژنتیکی است که موجب میشود هر کدام از ما منحصر به فرد بوده و با سایرین تفاوت داشته باشیم.
در مرحله بعد، دانشمندان سلول تخمک را - که دارای هسته جدید (از سلول دهنده) است - به کمک مواد شیمیایی و جریان الکتریکی به تقسیم سلولی تحریک کردند. پس از چند تحریک شیمیایی، سلول تخمک با هسته جدیدش درست شبیه سلول تخمی که بهتازگی بارور شده باشد، عمل کرد. بعد از آنکه رویان شبیهسازی شده به مرحله مناسب و خوبی رسید، آن را به رحم یک میزبان ماده منتقل کردند تا در آنجا به تکاملش تا هنگام تولد ادامه دهد.
در نهایت، دالی به همین ترتیب در سال ۱۹۹۶ به دنیا آمد. او یک کپی ژنتیکی دقیق و کامل از گوسفند ماده بالغی بود که هسته سلول سوماتیکش را جایگزین هسته یک سلول تخمک کرده بودند. دالی اولین پستانداری بود که از یک سلول سوماتیک بالغ شبیهسازی شده بود.
نکته مهمی که دانشمندان به آن اشاره میکنند، این است که دالی یا هر موجود دیگری که با استفاده از تکنولوژی انتقال هستهای تولید شده، ۱۰۰ درصد مشابه موجود اولیه نیست. این شباهت چیزی در حد ۹۹/۷ درصد است، زیرا در این تکنولوژی تنها هسته سلول دهنده وارد تخمک بدون هسته میشود، حال آنکه مقداری از مواد ژنتیکی مهم در خارج از هسته و داخل میتوکندریها وجود دارند.
میتوکندریها قسمتی از سلول هستند که خارج از هسته و داخل سیتوپلاسم یک سلول قرار دارند و به عنوان منابع تولید قدرت، انرژی و متابولیزم سلولی عمل میکنند. میتوکندریها دارای قطعات کوچکی از DNA هستند و برخی از مواد ژنتیکی در فرآیند شبیهسازی از میتوکندریهای سیتوپلاسم میآیند. اینکه این موضوع به چه مقدار تغییرات در یک موجود شبیهسازی شده منجر میشود، در حال بررسی است.

شبیه سازی با روش های معمولی تولید مثل چه تفاوتی دارد؟

بارور شدن یک تخمک به وسیله یک اسپرم (روش معمولی تولید مثل) و روش انتقال هسته سلول سوماتیک هر دو منجر به یک نتیجه میشوند و آن به وجود آمدن رویان است. یک رویان از سلولهایی که دو سری کامل کروموزوم دارند، تشکیل شده است. تفاوت این دو روش در منشا آن دو سری کروموزوم است.
در باروری معمولی، اسپرم و تخمک هر کدام دارای یک سری کروموزوم هستند و زمانی که این دو به هم متصل میشوند، تخم بارور دارای رشته های کروموزومی خواهد بود که یک سری از پدر (اسپرم) و یک سری از مادر (تخمک) گرفته شدهاند ولی در روش انتقال هسته سلول سوماتیک برای انجام شبیهسازی، هسته سلول تخمک - که دارای تنها یک سری از کروموزومها است - برداشته و با هسته سوماتیک - که دارای دو سری کامل از کروموزومهاست ، جایگزین میشود. بنابراین، رویان حاصل شده از این روش هر دو سری کروموزمهایش را فقط از یک سلول سوماتیک منفرد گرفته است.

شبیه سازی چه خطراتی دارد؟

شبیهسازی تولید مثلی موجودات زنده در حال حاضر یک عمل گران و غیرموثر است. بیش از ۹۵ درصد تلاشهای شبیهسازی برای تولید یک موجود زنده شکست میخورند و ممکن است بیش از ۱۰۰ فرآیند انتقال هستهای برای تولید یک موجود شبیهسازی شده، لازم باشند. دالی پس از ۲۷۶ مرتبه تلاش برای عوض کردن هسته تخمک، به دنیا آمد. این ۲۷۶ تخمک در مجموع ۲۹ رویان تولید کردند و از میان آنها تنها دالی زنده ماند.
علاوه بر این، تنها ۷۰ گوساله پس از ۹هزار مرتبه تلاش برای همانندسازی به دنیا آمدند. یک سوم از این گوسالهها طی مدت کوتاهی جان خود را از دست دادند و بسیاری از آنها در هنگام مرگ به طور غیرعادی بزرگ بودند. بد نیست بدانید که اولین اسب شبیهسازی شده یعنی پرومته پس از ۳۲۸ بار تلاش به دنیا آمد.علاوه بر شانس موفقیت کم، بررسیها نشان دادهاند حیوانات همانندسازی شده غالبا عملکرد ایمنی مختل شده بیشتر و میزان بالاتری از ابتلا به انواع عفونت، سرطان و سایر اختلالات را دارند.
برخی دانشمندان علت مرگ اولین پستاندارد شبیهسازی شده (دالی) را پیری زودرس ناشی از شبیهسازی میدانند ولی دکتر یان ویلموت معتقد است که مرگ زودرس دالی ارتباطی با شبیهسازی نداشته و به دلیل یک عفونت تنفسی شایع در میان گوسفندها بوده است.یک مشکل اصلی در شناخت عواقب شبیهسازی آن است که متاسفانه بسیاری از حیوانات شبیهسازی شده به اندازه کافی زنده نماندهاند. این موضوع باعث شده است تا دانشمندان اطلاعات کافی در مورد اینکه حیوانات شبیهسازی شده چگونه زندگی کرده و پیر میشوند، به دست بیاورند.سالم به نظر رسیدن در سن کم به تنهایی یک نشانه خوب برای بقای طولانی مدت موجودات شبیهسازی تلقی نمیشود.
در حقیقت این حیوانات به دلیل مردن اسرارآمیزشان شهرت دارند. به عنوان مثال، نخستین گوسفند شبیهسازی شده استرالیایی پیش از مرگ کاملا سالم و سرحال به نظر میرسید و نتایج کالبدشکافیها نتوانستند علت مرگش را مشخص کنند.در سال ۲۰۰۲، پژوهشگران موسسه وایتهد در ماساچوست آمریکا اعلام کردند که رگهای موشهای همانندسازی شده دارای اشکالاتی هستند. آنها در تجزیه و تحلیل بیش از ۱۰/۰۰۰ سلول کبد و جفت موشهای همانندسازی شده، متوجه شدند که در حدود ۴ درصد از عملکرد ژنها غیرعادی بوده است. به عقیده دانشمندان تغییراتی در فعالیت طبیعی آنها و یا بروز یک سری ژنهای خاص علت بروز این اشکالات هستند.
یک مشکل دیگر به ویژه در مورد همانندسازی گونههای منقرض شده آن است که در این موارد به طور طبیعی نمونه منفرد شبیهسازی شده به تنهایی قادر به خلق یک جمعیت بارور کننده دیگر نخواهد بود. علاوه بر این، حتی در صورتی که هر دو جنس مذکر و مونث آن موجود زنده وجود داشته باشند، معلوم نیست که آیا آنها در غیاب والدینی که بایستی به آنها رفتار طبیعیشان را بیاموزند قادر به زندگی خواهند بود یا خیر.غیر از موارد فوق، ممکن است همانندسازی برخی از حیوانات منقرض شده نظیر دایناسورها در آینده دور خطرات بالقوه زیادی را برای انسانها داشته باشند. فیلم پارک ژوراسیک که صرفا یک فیلم علمی - تخیلی بود مو را بر تن راست میکرد. حال فکر کنید اگر این علم و تخیل به واقعیت تبدیل شود چه اتفاقاتی ممکن است در جهان روی دهد.

شبیه سازی حیوانات منقرض شده

کسانی که کتاب پارک ژوراسیک را خوانده و یا فیلم آن را دیدهاند بیشتر از سایرین با این مورد استفاده شبیهسازی آشنایی دارند. بازسازی مواد ژنتیکی گونههای منقرض شده از مدتها قبل مدنظر دانشمندان بوده است. یکی از مواردی که اخیرا دانشمندان در حال کار بر روی آن هستند، یک نوع ماموت پشمالو است.
متاسفانه تلاشها برای گرفتن مواد ژنتیکی از ماموتهای یخ زده تاکنون موفقیتآمیز نبودهاند. مشکل اصلی این است که در این گونه موارد سلول تخمک و رحمی که قرار است سلول همانندسازی شده در آن کاشته شوند از گونههای متفاوتی هستند. این موضوع امکان موفقیت عمل شبیهسازی را بسیار مشکل ساخته است. علاوه بر این، برای همانندسازی گونههای منقرض شده باید یک DNA سالم و کامل وجود داشته باشد. با این وجود درحال حاضر یک تیم روسی ـ ژاپنی در حال بررسی و کار بر روی همانندسازی ماموتها هستند.

درمان با کلون سازى

کلون سازى درمانى عبارت است از به وجود آمدن بلاستوسیست بیمارى که داراى عارضه تخریب سلولى است. این بلاستوسیست که اساساً یک توده سلولى است مى تواند کشت داده شده و تبدیل به سلول هاى بنیادى شود. یک سلول بنیادى سلولى است که مى تواند به طور دائم رشد کرده و به انواع متفاوتى از سلول ها انشقاق یابد. برخى از این سلول ها و مواد حاصله از آنها مى توانند استخراج شده و به بیمارانى که دچار ضایعه تخریب سلولى هستند تزریق شوند. فایده چنین تکنیکى آن است که به لحاظ مشابهت سلول هاى تزریق شده سیستم ایمنى بیمار هیچ گونه مقاومتى نسبت به آنها ایجاد نمى کند. بیمارى هایى که مى توانند از این طریق مورد معالجه قرار گیرند عبارتند از بیمارى هاى قلبى، دیابت، پارکینسون و بسیارى دیگر از بیمارى هایى که موجب تخریب سلولى مى شوند. مخالفت اصلى که با این شیوه از مداوا صورت مى گیرد از این واقعیت ناشى مى شود که این شیوه متضمن به وجود آوردن یک جنین انسان و سپس از بین بردن آن براى به دست آوردن سلول هاى بنیادى است. این مخالفین معتقدند که گزینه هاى دیگرى براى به دست آوردن سلول هاى بنیادى وجود دارد که متضمن از بین بردن جنین نیست. مجادلات علمى پیرامون کلون سازى انسان بر حول محور حقوق یک فرد نازا یا یک زوج که خواهان بچه دار شدن بدون دخالت دولت هستند، دور مى زند. در این میان دولت یا سیستم هاى قانون گذار از حقوق کودکى دفاعى مى کنند که ممکن است با مخاطره قابل توجه نقص عضو ناشى از اقدامات مربوط به کلون سازى روبه رو شوند واضح است آنچه مخاطره قابل توجه اطلاق مى شود مفهوم دقیق علمى ندارد. افرادى که ممکن است والدین بالقوه اى باشند تحت شرایط مختلف ادراک متفاوتى از مخاطره تولیدمثل خواهند داشت. درک یک زوج چهل سال به بالا از مخاطره به دنیا آوردن یک نوزاد ناقص الخلقه از ادراک یک زوج ۲۰ ساله متفاوت است. اگر ثابت شود که مخاطره داشتن نوزاد ناقص الخلقه پس از کلون سازى کمتر از ۳ درصد است در آن بخش بزرگى از مخالفت هاى علمى با این روش متوقف خواهد شد ولى بدون شک مخالفت هایى که جنبه هاى مذهبى و اخلاقى دارند همچنان باقى خواهند ماند. یک راه حل قاطع براى از میان بردن تردید علمى در مورد این تکنیک این خواهد بود که آزمایشات جامعى در زمینه کلون سازى انسانریخت ها صورت گیرد. بدون شک در حال حاضر شواهد علمى لازم براى تائید و رد این تکنیک در دست نیست. مجادله علمى درباره کلون سازى درمانى انسان بر حول محور منافع پزشکى این شیوه در مقابل هزینه هاى از میان بردن یک جنین در مراحل اولیه تکوین آن دور مى زند. بسیارى برآنند که جنین یک انسان است و بنابراین تمام حقوق انسانى را بدان نسبت مى دهند. از دیدگاه این گروه از میان بردن یک جنین جنایت است. در هنگام مجادله درباره حقوق جنین چندین نکته مى بایست در نظر گرفته شود. مراحل اولیه جنین در پستانداران توده اى سلولى است که حتى فاقد سلول هاى اولیه عصبى است. بنابراین به سادگى نمى توان حقوق اساسى فرد را به این توده سلولى بخشید. حقوق مربوط به سقط جنین در بسیارى از کشورها زوجین را در سقط جنین مجاز شمرده است. بیش از ۷۰ درصد از جنین هایى که محصول روابط جنسى طبیعى اند شانس اتصال به دیواره رحم را پیدا نمى کنند. اگر هر یک از این جنین ها صاحب حقوق اساسى انسانى بودند مى بایست شکست تلاش هاى پزشکى در بقاى آنها را معادل جنایت تعریف کرد. این واقعیتى است که ملاحظات اخلاقى مى بایست واقعیت هاى جامعه را درک کند. ارزش کدام یک از این دو در یک جامعه بیشتر است. زندگى یک فرد بالغ یا کودکى که از بیمارى هاى تخریب کننده سلولى رنج مى برد یا جنین ۵روزه اى که چیزى بیشتر از یک توپ پر از سلول نیست؟ به طور خلاصه باید در نظر داشت که ریسک کلون سازى در انسان به طور کامل مشخص نشده است. بدون شک تحقیقات آتى مى توانند ایمنى روش هاى کلون سازى براى مادر و نوزاد را مشخص سازند، ولیکن سایر اعتراضات به ویژه اعتراضات دینى و اخلاقى باقى خواهند ماند. دانش ما در حال حاضر نشان مى دهد که کلون سازى درمانى بسیار موثرتر از شیوه هاى دیگر براى به دست آوردن مواد مورد نیاز براى مقابله با بیمارى هاى کشنده است، رها کردن این شیوه از درمان به معناى نادیده گرفتن پیشرفت هاى قابل توجه علمى و همچنین تسلیم میلیون ها بیمار به مرگ زودرس، بدبختى و ذلت پایان ناپذیر است. آیا این دنیاى جسور نویى است که در آینده در آن خواهیم زیست.

روش های شبیه سازی

دانش شبیه سازی همانند سایر فناوری ها دانشی خنثی است، به این معنی که شبیه سازی مانند چاقویی تیز و برنده است، چاقویی که می تواند ابزار جنایت باشد یا ابزاری مفید برای کارهایی سودمند. با وجود این شبیه سازی برخلاف دورنمای منفی که برای آن تصور می شود، قابلیت های مثبت فراوانی دارد.
کلون کردن به معنی تکثیر غیرجنسی است. کلونینگ از طریق مهندسی ژنتیک در گیاهان، حیوانات و باکتری ها برای تولید انبوه با کیفیت خاص انجام می گیرد. با استفاده از فناوری شبیه سازی می توان نسل های درحال انقراض را نجات داد، از مزایای شبیه سازی در پرورش حیوانات اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پرتولید با هزینه نگهداری کمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیکی اشاره کرد. از اهداف شبیه سازی در آزمایشگاه های کشورهای مختلف می توان به امکان بازیابی جوانی، کمک به پیشگیری از حملات قلبی، استفاده از سلول های بنیادی برای ترمیم سلول های مغز و بافت های سوخته، درمان نازایی، درمان ژن های معیوب، درمان سرطان و کاربردهای نظامی اشاره کرد.
شبیه سازی (cloning) یکی از پیشرفته ترین یافته های بشر در زمینه علم پزشکی و مهندسی ژنتیک است که هر مرحله از پیشرفت آن با جنجال های فراوانی همراه بوده است.
امکان شبیه سازی انسان از زمانی در مجامع علمی مطرح شد که دانشمندان اسکاتلندی در مؤسسه روسلین «دالی» را تولید کردند. این گوسفند شبیه سازی شده که به «دالی گوسفنده» مشهور شده بود، گوسفندی بود که تولید آن در سراسر دنیا با عکس العمل های متفاوتی از جنبه های علمی و اخلاقی مواجه شد.
این کار که در سال ۱۹۹۷ از سوی مجله نیچر به عنوان مهم ترین دستاورد علمی سال انتخاب شده بود، افق جدیدی درعلم ژنتیک درپیش روی دانشمندان گشود و امیدواری های فراوانی را برای بهبود زندگی انسان ها ایجاد کرد.
به دلیل حساسیت های فراوانی که تولد دالی دربرداشت، رسانه ها و مطبوعات توجه خاص وفراوانی را به پدیده شبیه سازی نشان دادند، اما این نوع از شبیه سازی تنها یک نوع خاص از روش های موجود شبیه سازی است.
کلون سازی به معنای به وجود آوردن موجوداتی است که ازنظر ژنتیکی مشابه یکدیگر باشند که این کار از دو طریق قابل انجام است:

۱) تقسیم جنینی

در این گونه از تقسیم، جنین درمراحل اولیه رشد خود به دو یا چند قسمت تقسیم می شود و هر قسمت تقسیم شده به یک موجود مستقل تبدیل می شود. هر تکه از جنین قابلیت تبدیل شدن به یک جنین کامل را دارد. به همین روش دوقلوهای تک تخمی به وجود می آیند که از نظر ژنتیکی کاملاً به یکدیگر شبیه اند.
این گونه از کلون سازی در حیواناتی مانند موش، میمون و گوسفند انجام می شود. از همین روش در انسان تا قبل از مرحله اتصال جنین به دیواره رحم استفاده شده است. اخیراً دانشمندان کشورهای مختلف اعلام کرده اند که این روش از کلون سازی یک روش پزشکی است که باید تحت کنترل اخلاقی شدید قرار بگیرد.

۲) انتقال هسته سلولی

در این روش از کلون سازی، هسته سلول به بستری که از قبل فراهم شده است، انتقال می یابد و با توجه به آماده بودن این بسته برای رشد و تکثیر سلول هسته سلول تکثیر شده و موجود جدید به وجود خواهدآمد.

مفهوم سلول بنیادی:

سلول بنیادی در پستانداران به سلولی گفته میشود که قابلیت تقسیم شدن و تبدیل به سلول های تخصص یافته و تمایز یافته را دارا باشد.تخمک لقاح یافته این توانایی را در حد بالایی داراست، زیرا بالقوه میتواند تقسیم شود وبه صورت یک موجود زنده کامل تکوین یابد.تخمک لقاح یافته چند ظرفیتی است بدین معنی که از هر نظر توانایی رشد و تکامل را دارد..این توانایی پس از تقسیم شدن تخمک به یک یا حتی چهار سلول به قوت خود باقی بوده به گونه ای که هر کدام از سلولها پس از جدا شدن قادر به رشد و تبدیل به یک جنین کامل می باشند، از راه این فرآیند دو قلوها چند قلوها بوجود می آیند ، این چند قلوها موجودات شبیه سازی شده طبیعی هستند که دارای ساختار ژنتیک و سیتوپلاسمی یکسان میباشند پس پدیده شبیه سازی پدیده ای نو و باورنکردنی نیست و از آغاز حیات در سیاره زمین رخ داده است.
سلول های بنیادی یا stem cellدر کودکان وبزرگسالان وجود دارند. سلولهای بنیادی در مغز استخوان وبه تعداد کمتری در جریان خون هر کودک و بزرگسال یافت میشود.
سلولهای بنیادی رویانی انسان میتوانند با لقوه به صورت هر یک از210 نوع سلولی که جسم یک انسان را تشکیل میدهد رشد یابند.
در حال حاضر شبیه سازی به سه شیوه انجام میگیرد:
1. شبیه سازی رویانی 2. شبیه سازی DNA فرد بالغ 3. شبیه سازی درمانی که در این نوع شبیه سازی هدف تولید انسان به صورت کامل نیست بلکه هدف تولید سلولهای بنیادی رویانی است که برای اهداف درمانی به کار می رود . به منظور تداوم بخشیدن به قابلیت حیات سلول با منجمد کردن و نگهداری آن در دمای بسیار پایین شیوه ای است که دانشمندان از سال 1700 به کار گرفته اند ، این فرآیند قابلیت حیات سلول را تا زمان نا محدودی به حالت تعلیق در می آورد. این فن آوری به طور معمول برای نگهداری semen، رویان وانواع سلول و بافت های انسان و حیوانات کاربرد دارد و سلولها میتوانند بیش از نیم قرن قابلیت حیات خود را حفظ کنند.
هدف از این روش در شبیه سازی تولید موجوداتی با توانایی تولیدمثل است. در این روش در مرحله خاصی از تقسیم سلولی، هسته سلول های سوماتیک را که هسته آن ها حاوی تمامی ژن های موجود است، جداکرده و پس از تیمار الکتریکی یا شیمیایی، این هسته را در داخل یک تخم لقاح نیافته که هسته آن از قبل خارج شده است، قرارمی دهند و سپس مجموعه حاصل را در رحم مادری که به طور مصنوعی شرایط آبستنی درآن تلقیح شده لانه گزینی می کنند. در نهایت موجود جدید کاملاً شبیه فردی خواهدبود که سلول سوماتیک از آن گرفته شده است.

شبیه سازی رویانی

این روش همان روشی است که در طبیعت در تولد دوقلوها یا چندقلوها اتفاق می افتد. در این روش در شروع مراحل تقسیم جنینی پس از لقاح یعنی قبل از جداشدن سلول های جنینی یک سلول را جدا و با تحریکات فراوان این سلول را به ادامه تقسیم تا حد به وجود آمدن یک جنین مستقل وادار می کنند.

شبیه سازی درمانی

در این شیوه از شبیه سازی، ابتدا با استفاده از سلول های سوماتیک شبیه سازی انجام می شود و در مرحله اول جنینی از رویانی که حاوی چندسلول است تعدادی سلول جدا و در محیط کشت ایزوله سلول موردنظر تکثیر می شود. هدف از این روش از کلونینگ تولید بافتی است که فرد از دست داده است.

مراحل شبیه سازی

۱) هسته زدایی ازتخمک گیرنده
۲) انتقال سلول دهنده به درون تخمک گیرنده
۳) ایجاد پیوستگی میان سلول دهنده و تخمک گیرنده
۴) کشت درانکوباتور
۵) انتقال رویان درحال رشد به داخل رحم
کاربردها و اهمیت شبیه سازی
شبیه سازی به معنی تولید مثل به روش غیرجنسی از افراد انتخاب شده به گونه ای است که نسل ایجاد شده از آنها از نظر محتوای ژنتیکی کاملا شبیه همتای خود باشد. اساس شبیه سازی ، انتقال هسته سلول (پیکری یا بنیادی) به تخمک بدون هسته می باشد.فرآیند انتقال هسته شامل ۲قسمت اساسی است:
۱) خروج هسته از تخمک
۲) جایگزین کردن آن با سلول دهنده.این تکنیک برای اولین بار در سال ۱۹۳۸ میلادی از سوی هانس اسپمن انجام شد. مشکلات بسیاری در راه شبیه سازی پستانداران وجود داشت تا آن که محققان اسکاتلندی توانستند گوسفند کلون شده به نام دالی (Dolly) را تولید کنند. به این ترتیب آنچه در ذهن محققان و دانشمندان غیر ممکن می نمود، امکان پذیر شد و شبیه سازی آرام آرام مسیر ترقی و پیشرفت خود را طی کرد.

انواع شبیه سازی

۲ نوع شبیه سازی وجود دارد:
۱) شبیه سازی تولید مثلی که باهدف بقای نسل و دارا شدن فرزندی همتای والد (از نظر محتوای ژنتیکی) صورت می گیرد. در این روش از سلول سوماتیک یا پیکری برای انتقال هسته استفاده می شود.
۲) شبیه سازی درمانی که هدف اصلی آن به دست آوردن سلول بنیادی جنینی است که بتوان از آن در درمان ناتوانی ها و بیماری ها (بخصوص بیماری های تحلیل برنده) استفاده کرد. از آنجا که سلول بنیادی (سلولهای تمایز نیافته ای که با شرایط مناسب دارای توانایی تمایز به انواع سلولهای بالغ هستند) چند ظرفیتی است ، به نظر می رسد شبیه سازی با استفاده از چنین سلولهایی برای به دست آوردن بافتها یا اندام های دچار مشکل ، بتواند چشم اندازی روشن از آینده ای زیباتر برای این بیماری فراهم کند.
اگرچه در ابتدای امر ، ورود شبیه سازی درمانی از نوع پیوند عضو از گونه ای دیگر ، به قلمرو پزشکی غیرممکن می نمود ، اکنون این روش به اندازه ای قدرتمند می نماید که خارج از مرزهایی که پیش از این طب را محدود کرده بود ، فعالیت می کند و امیدوار است که خدمت ارزنده ای را به بشریت تقدیم کند.

کاربرد در علوم پایه:

یکی از کاربردهای شبیه سازی در بیولوژی یا زیست شناسی تکوینی است که در آن بدقت ، روند تکوین جنین بررسی می شود و با بررسی تمایز زدایی از سلولها ، تشخیص روند تشکیل سلولهای تمایز یافته مشخص خواهد شد.

کاربرد در درمان:

تولید جنین کلون تا مرحله بلاستوسیت (مرحله ۱۶ سلولی) به منظور تولید سلولهای بنیادی جنینی که سلولهایی با توانایی بالا برای تبدیل به بافتهای مختلف و تکثیر نامحدود هستند.

کاربرد اقتصادی:

عمده ترین کاربردهای شبیه سازی از نظر اقتصادی در شبیه سازی حیوانات مزرعه متبلور می گردد که عبارتند از:
۱) تکثیر صفات ممتاز طبیعی: یک اسب قهرمان را می توان با این تکنیک تکثیر کرد.
۲) تکثیر صفات مصنوعی: به عنوان مثال گوسفند یا بزی ایجاد نمایند که در شیر آن آلبومین یا انسولین انسانی وجود داشته باشد و صدها مثال دیگر (این حیوانات را ترانس ژن گویند).
۳) نجات و حفظ گونه های در حال انقراض: با کمک شبیه سازی می توان گونه های در حال انقراض را نجات داد.

مزایای شبیه سازی :

1. تولید گونه های تراریختی : به این معنی که یک گونه حامل ژنهایی از گونه های دیگر باشد ، مثلا گاوها ،گوسفندان و بزها می توانند به این طریق تولید کننده مواد لبنی دارویی باشند.مثلا آنها میتوانند شیرهایی با ویژگی های زیر تولید کنند :
- شیر حاوی فاکتور انعقاد برای درمان هموفیلی
- شیر حاوی انسولین برای درمان دیابت
2. شبیه سازی رویانی حیوان
3. شبیه سازی رویانی انسان
با پیشرفت چشمگیری که در مورد سلول های بنیادی رویان انسان حاصل شده است میتوان با کشت این سلول ها بافت ها یا اعضای مصدوم را ترمیم یا جایگزین نمود ، میتوان پوست برای قربانیان سوختگی و سلولهای مغزی و طناب نخاعی برای افرادی که از گردن به پایین فلج شده اند تولید نمود.
با استفاده از این فن آوری زوج های نابارور میتوانند بچه دار شوندو پزشکان میتوانند به جای استفاده از موادی که برای بدن جنبه بیگانه دارند ، استخوان ،چربی ، بافت همبند یا غضروف تولید نمایند.
میتوان برای افرادی که دچارسرطان خون هستند مغز استخوان تولید نمود . توصیه میشود برای افرادی که در مراحل وخیم بیماری قلبی هستند و در انتظار دریافت قلب پیوندی به سر میبرند در کنار تجویز داروهای سرکوب کننده سیستم ایمنی از روش پیوند سلولهای بند ناف به عنوان یک روش کمکی استفاده شود.بر این اساس این ایده در دنیا مطرح شده است که نمونه سلولهای بند ناف هر شخص در ابتدای تولد گرفته شود وبرای سالهای بعد برای خود فرد ذخیره شود. با این عمل بیمار شانس بیشتری برای زنده ماندن تا زمان دریافت قلب را خواهد داشت.این روش بویژه در بیماران کهنسال که سلولهای بنیادی مغز استخوان آنها برای پیوند کافی نیست، اهمیت بالاتری دارد که این موارد اشاره جزئی به مزایای این فن آوری است.
شبیه سازی حیوانات ، یک فرآیند چند مرحله ای است که شامل:
۱) سلول اهداء کننده هسته شامل: سلولهای کومولوس (توده اپی تلیال اطراف فولیکول تخمدان) ، سلولهای سرتولی (سلولهای نگهدارنده اسپرم) ، فیبروبلاست جنینی ، سلولهای گرانولوزا، سلولهای به دست آمده از موجودات کلون شده (سلولهای نسل دوم) و سلولهای بنیادی هستند.
۲) سلول گیرنده در حال حاضر ، تخمک به عنوان تنها گیرنده هسته و منبع مهیاکننده سیتوپلاسم (چه در لقاح طبیعی یا شبیه سازی) است.
۳) خروج هسته از تخمک گیرنده روش بی هسته سازی با سوزن بسیار ظریف مخصوصی در شرایط آزمایشگاهی انجام می شود و هسته تخمک خارج شده و به یک تخمک بدون هسته تبدیل می شود.
۴) فرآیند انتقال هسته فرآیندی است که اجازه انتقال هسته یک سلول (سلول دهنده) را به دیگری (سلول گیرنده) میدهد. سلول گیرنده اغلب تخمک بالغ پستانداران است که کروموزوم آن خارج شده و در واقع حکم سیتوپلاست را داراست.
۵) کشت و انتقال جنین جنینهای بازسازی شده ، حداقل به مدت ۵روز در محیط کشت جنین نگهداری شده تا به میزان قابل قبولی از تکامل برسد و در صورت امکان ، اجازه انتقال آن به روش غیرجراحی صادر شود. در چنین فرآیندهایی ، جنین به روش لاپاراتومی و از طریق لوله رحمی به رحم منتقل می شود. بنابراین لازم است جنین مراحل ابتدایی تکامل یعنی مرحله هشت سلولی را طی کرده باشد.

شبیه سازی حیوانات اهلی موقعیت کنونی و روند آینده

می توان انتظار داشت الگویی که در آینده برای فناوری شبیه سازی مورد استفاده قرار خواهد گرفت ، در همان نخستین گام از سوی ۲ فاکتور اساسی تحت تاثیر قرار گیرد:
۱) میزان گستردگی تکنیک های حاضر (کنونی)
۲) میزان پذیرش چنین تکنیک هایی از سوی مصرف کنندگان همگام با روند پیشرفت شبیه سازی ، دانشمندان به منظور بهره وری بیشتر ، تغییرات دلخواه (شامل حذف یا اضافه کردن) ژنهای بیماری زا را در ژنوم هسته سلول دهنده ایجاد کردند. این تکنیک که هدف قرار دادن ژنها یا ترانس ژنیک خوانده می شود، خدمات ارزنده ای را در زمینه های پژوهش ، تشخیص و درمان بیماری ها ارائه می کند.

جمع بندی

کلون کردن به معنی تکثیر غیرجنسی است. کلون سازی از طریق مهندسی ژنتیک در گیاهان، حیوانات و یا حتی باکتری ها برای تولید انبوه با کیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تکنولوژی می توان نسل های در حال انقراض را نجات داد. از مزایای شبیه سازی در پرورش دام های اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پرتولید با هزینه نگهداری کمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیکی گله اشاره کرد. در بهمن ماه ۱۳۸۱ انجمن ژنتیک ایران طی بیانیه ای ضمن تاکید بر حقوق اساسی انسان ها و احترام به خانواده و حقوق آن به عنوان بنیادی ترین نهاد مدنی، کاربرد صحیح و قانونمند دستاوردهای علمی چون کلون سازی در راستای بهبود درمانی و سلامت انسان را لازم دانست.

منابع :

daneshju.ir
www.Humancloning.org
www.clonaid.com
www.stemcellreport.Htm
کتاب شبیه سازی تالیف دکتر صارمی