شبیه سازی (cloning ) دکتر رضا مقدسی

  

شبیه سازی حیوانات :

 در شبیه­سازی، عکس عمل تمایز صورت می گیرد؛ یعنی باید یک سلول تمایزیافته، سلول شروع کننده باشد و سلول­های تمایز نیافته تولید کند. در ابتدا این کار غیر ممکن به نظر می رسید تا این که در دهه 1970 آزمایش­ های اولیه­ ای انجام شد که در آنها هسته سلول تمایزیافته قورباغه به یک سلول تخم بدون هسته انتقال داده شد. در بعضی از این آزمایش ­ها سلول تخم تقسیم می شد و تکثیر می یافت. حتی در بعضی موارد نوزاد قورباغه نیز به وجود می آمد ولی هیچ کدام به قورباغه بالغ تبدیل نمی شدند. سرانجام دکتر  یان ویلموت،  توانستند با استفاده از  سلول تمایز یافته ­ای که از غدد شیری یک گوسفند بالغ گرفته شده بود و برنامه­ ریزی مجدد آن یک گوسفند کامل (دالی) را به وجود آورند. آگاهی از محتوای کامل ژنتیکی موجود کلون شده از فواید شبیه سازی است.

شبیه سازی انسان:

 امکان شبیه­سازی انسان زمانی مطرح شد که دانشمندان اسکاتلندی در مؤسسه روسلین، «دالی» را تولید کردند. «دالی» گوسفندی بود که تولید آن در سراسر دنیا با عکس­العمل­های متفاوتی از لحاظ علمی و اخلاقی مواجه شد. این کار که در سال 1997 از سوی مجله نیچر به عنوان مهم­ترین تحقیق علمی سال برگزیده شد، در کنار نگرانی­های اخلاقی بسیار زیادی که در برداشت- چه از سوی علمای مسیحیت و اسلام و چه از سوی مقامات کشورهای مختلف- افق جدیدی در علم ژنتیک پیش روی دانشمندان گشود و امیدواری­های زیادی برای بهبود زندگی بشر ایجاد کرد. به دلیل حساسیتی که تولید دالی در برداشت، رسانه ­ها توجه خاصی به پدیده شبیه سازی نشان دادند، اما این نوع شبیه­سازی تنها یک نوع خاص از چندین روش شبیه­سازی موجود در علم پزشکی و ژنتیک است که به شبیه سازی بازتولیدی مشهور است. علاوه بر این نوع شبیه­ سازی، چند نوع دیگر شبیه­ سازی هم وجود دارد که می توان از آنها، علاوه بر باز تولید یک ارگانیزم خاص، در انجام دیگر تحقیقات پزشکی هم استفاده کرد.

انواع شبیه سازی:

1. شبیه سازی DNA یا فناوری DNA نوترکیب.                             
2. شبیه سازی بازتولیدی                                                                      
3. شبیه سازی درمانی 

1.فناوری DNA ی نوترکیب: فناوری DNA    نوترکیب را می توان، شبیه­ سازی مولکولی یا شبیه سازی ژنی نامید؛ چون همه از یک روش مشترک پیروی می کنند: انتقال دستواره (قطعه ­ای از DNA اصلی که برای تکثیر از آن جدا می شود) از یک ارگانیزم به یک عنصر ژنتیک خودهمانندساز مانند پلازمید باکتریایی. دانشمندانی که بر روی یک ژن خاص کار می کنند، معمولاً از پلازمید باکتریایی برای تولید کپی­ های چندگانه همان ژن استفاده می کنند. پلازمیدها کروموزوم ­های اضافی خود همانندساز مولکول DNA  حلقوی هستند که جدا از ژنوم­ های معمولی باکتریایی هستند. پلازمیدها و دیگر گونه­ های ناقل شبیه­ سازی، توسط محققان ژنوم انسان برای تکثیر ژن­ها و دیگر قطعات کروموزوم که مواد شناسایی کافی برای تحقیق بیشتر تولید می کنند، استفاده می شوند.

برای شبیه سازی یک ژن، یک تکه از DNA که ژن مورد نظر را شامل می شود از DNA  کروموزومی توسط آنزیم ­های محدودکننده جدا می شود و سپس با یک پلازمید که توسط همان آنزیم ­های محدود کننده جدا شده است، ترکیب می شود. هنگامی که یک تکه از DNA  کروموزومی به ناقل شبیه سازی در آزمایشگاه وصل می شود، به آن مولکول DNA بازترکیب شده گفته می شود. با انتقال این مولکول به سلول میزبان مناسب، DNA  بازترکیب شده در کنار DNA سلول میزبان باز تولید می شود.

2.شبیه سازی باز تولیدی: شبیه سازی بازتولیدی فناوری است، برای تولید یک حیوان از حیوانی دیگر که آن هسته DNA  را داشته یا دارد. دالی، گوسفند معروف اسکاتلندی، با همین روش شبیه ­سازی شده بود. در این پروسه که انتقال هسته سلول تکثیر شونده نام دارد، دانشمندان مواد ژنتیک هسته یک سلول بالغ اهداکننده را به یک سلول تخم که هسته و همین طور مواد ژنتیک آن خارج شده­اند، منتقل می کنند. این تخم که DNA یک سلول اهدا کننده را در خود دارد، باید با جریان­های شیمیایی یا الکتریکی مراقبت شود تا برای تقسیمات سلولی تحریک شود. هنگامی که جنین شبیه ­سازی شده به سطح مناسبی از پیشرفت می رسد به رحم یک میزبان منتقل می شود؛ جایی که تا تولد به رشد و نمو خود ادامه می دهد. موجودی که با روش انتقال هسته تولید می شود، نمونه شبیه سازی شده ­ی واقعی حیوان اهدا کننده نیست و فقط DNA کروموزومی و هسته­ ای آن همانند حیوان اهدا کننده است.

   دراین زمینه موفقیت پروژه دالی بسیار چشمگیر است چرا که اثبات کرد مواد ژنتیک یک سلول بالغ می توانند برای تولید یک ارگانیزم جدید کامل مورد استفاده قرار گیرند. پیش از این دانشمندان بالاتفاق تصور می کردند، هنگامی که سلولی به کبد، قلب، استخوان یا هر نوع دیگری از بافت های بدن تخصیص داده می شود، دیگر استفاده از آنها در بافت های دیگر امکان ندارد و دیگر ژن هایی که در سلول بودند و نیازی به آنها نبود، غیرفعال می شوند. برخی محققین براین باورند که اشتباه یا کامل انجام ندادن پروسه باز برنامه ­ریزی، سبب مرگ، نقص عضو و معلولیت حیوانات شبیه سازی شده خواهد شد     

   

3.شبیه سازی درمانی: این شبیه­ سازی که به شبیه سازی جنینی هم معروف است در واقع تولید جنین های انسانی برای استفاده در تحقیقات است. هدف از انجام این شبیه­ سازی تولید انسان­های شبیه سازی شده نیست، بلکه هدف کشت سلول­هایی است که می توانند در تحقیقات پیشبردی انسان و همچنین درمان بیماری­ها مورد استفاده قرار گیرند. این سلول ها برای محققان بیومکانیک بسیار با اهمیت هستند. برای این که می توان از آنها برای تولید هر نوع سلولی که در بدن انسان وجود دارد، استفاده کرد  .این سلول­ها پس از گذشت 5 روز از تقسیم تخم، از آن استخراج می شوند. پروسه استخراج باعث از بین رفتن جنین می شود که این مسأله نگرانی های اخلاقی فراوانی را در پی دارد. محققان امیدوارند روزی این سلول­های ساختگی، جایگزین مناسبی برای سلول­هایی شوند که بر اثر بیماری­هایی نظیر آلزایمر، سرطان و... از بین رفته اند. آشنایی مختصر با روش­های مختلف شبیه ­سازی، این سؤال را مطرح می کند، که اصلاً چرا انسان باید شبیه سازی شود؟ و یا این که آیا تا به حال هیچ انسانی شبیه­ سازی شده است؟ در مورد شبیه­ سازی انسان باید گفت که تا به حال هیچ انسانی از کشت سلول­های یک انسان دیگر تولید نشده است. اما در مورد این که چرا انسان باید شبیه سازی شود، دانشمندان موارد ذیل را ذکر می کنند.

 یکی از کاربردهای شبیه­ سازی می تواند برای زوج ناباروری اتفاق بیفتد که تمایل بسیار زیادی به بچه دارند. این بچه که از یکی از والدین شبیه­سازی می شود، مسلماً در دوران کودکی فشارهای فیزیولوژیکی بسیار زیادی را متحمل خواهد شد.

 کاربرد دیگر شبیه ­سازی می تواند شبیه سازی استعدادهای بشری برای چند نسل باشد. مثلاً می توان با استفاده از DNA اینشتین، وی را شبیه سازی کرد، اما هیچ تضمینی نیست که اینشتین جدید همانند آلبرت با هوش ما، همان راهی را برگزیند که اینشتین به خاطر آن به شهرت رسیده است. یکی دیگر از موارد شبیه­سازی  تولید جنین­های تحقیقاتی است.

اهداف شبیه سازی :                                   

الف. اهداف تولید مثلی: این تکنیک تولید مثلی، به منظور مزرعه­ داری، حفظ حیوانات در معرض انقراض، تولید مثل محصولات حیوانی بیشتر و سالم­تر، صورت می گیرد. همچنین می توان با این روش به زوج­هایی که قادر به بچه­ دار شدن نیستند، نیز کمک کرد.

ب. اهداف درمانی: در شبیه سازی می توان با کشت سلول های بنیادی جنینی از کلون به انواع سلول های تخصص یافته دست یافت. این سلول ها قابل کشت و پیوند در بیماران هستند (جهت درمان MS، آلزایمر، پارکینسون، دیابت، بیماری های قلبی و ...

با همه علاقه­ای که بشر به شبیه سازی دارد، این پدیده دارای خطرات و ایراداتی است. شبیه سازی بازتولیدی بسیار گران است و امید انجام مطلوب آن بسیار کم است. نزدیک به 90 درصد اقدام های شبیه سازی در این زمینه به نتیجه نمی رسند و برای انجام یک شبیه سازی موفق، باید نزدیک به 100 بار انتقال هسته ­ای صورت گیرد و در همین یک مورد موفق نیز، حیوان شبیه سازی شده نسبت به عفونت­ها بسیار غیرمقاوم است. نمونه آن هم دالی بود که بر اثر عفونت ریه مرد. علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام می شود و کوچک­ترین بیماری برای این نوع حیوانات، می تواند منجر به مرگ شود. اکثر این حیوانات رشد غیرطبیعی دارند و گاه به دلایل نامشخص به یک باره می میرند.

 از میان حیواناتی که تاکنون شبیه سازی شده اند، می توان به گوسفند، موش، گاو و حیوانات خانگی از قبیل گربه اشاره کرد. اما یکی از وسوسه انگیزترین شبیه سازی­ها، شبیه سازی حیوانات ما قبل تاریخ مانند دایناسورها است.  شاید روزی با استفاده از DNA بازمانده از آنها در سنگواره ها، آن ها را شبیه سازی کرد. هنگامی که این فرضیه مطرح شد، موافقت­ها و مخالفت­های زیادی با آن شد، اما این التهابات به زودی فروکش کرد، چون این موجودات بیش از 65 میلیون سال پیش از بین رفته­اند و این در حالی است که DNA ، فقط 10 هزار سال عمر می کند. نظریه بعدی شبیه سازی ماموت ها بود که کمتر از 10 هزار سال پیش زندگی می کرده­اند. با این حال پیدا کردن DNA مناسب ماموت­ها غیرممکن به نظر می رسد.

           شاید روزی بشر بتواند، فیلم تخیلی پارک ژوراسیک را به واقعیت بدل کند.