شبیه سازی حیوانات با سلول‌های منجمد برای اولین بار



به نقل از sciencealert، فرآیند انجماد، گزینه‌های غذایی گسترده‌ای را در اختیار فضانوردان قرار داده است، تکنیکی که اکنون می‌تواند برای ذخیره DNA و اطلاعات سلولی برای اهداف شبیه سازی استفاده شود.

با نرخ موفقیت کمتر از ۰.۲ درصد، تکنیک انجماد سلول‌ها هنوز تا تبدیل شدن به یک استراتژی شبیه سازی و ذخیره سازی استاندارد راه زیادی در پیش دارد، اما این یک مرحله واقعا هیجان انگیز است.

محققان این پدیده به سرپرستی سایاکا واکایاما از دانشگاه یاماناشی ژاپن در مقاله جدید خود می‌نویسند: حفظ تنوع زیستی یک وظیفه ضروری است اما ذخیره سلول‌های زایا به عنوان منابع ژنتیکی با استفاده از نیتروژن مایع دشوار و پرهزینه است و به راحتی در هنگام بلایا مختل می‌شود؛ در اینجا ما نشان می‌دهیم که سلول‌های سوماتیک خشک شده از طریق انجماد می‌توانند کلون‌های سالم و بارور تولید کنند که نشان می‌دهد این تکنیک ممکن است برای ایجاد راه‌حل‌های جایگزین، ارزان و ایمن‌تر زیست بانکی بدون نیتروژن مایع مهم باشد.

خشک کردن انجمادی فرآیندی ملایم و در عین حال شدید است، تصور کنید چیزی را در چند مرحله منجمد کنید تا به ۸۰- درجه سانتیگراد (۱۱۲- درجه فارنهایت) برسد، قبل از اینکه آن را در یک محفظه خلاء با فشار بالا قرار دهید.

این فرآیند بدون آسیب کریستال‌های یخ بزرگ به دیواره‌های سلولی، آب را منجمد و فشار آن را از حالت جامد به گاز تبدیل می‌کند که در مرحله بعد، از محصول مکیده می‌شود. این فرآیند با حفظ اکثریت ساختار، چندین بار اتفاق می‌افتد تا آیتم سبک و ترد شود.

خشک کردن انجمادی بیشتر در صنایع غذایی به منظور حفظ تازگی و طعم مواد مغذی استفاده می‌شود، این روش برای حفظ محصولات دارویی و حتی گاهی اوقات تاکسیدرمی نیز استفاده می‌شود.

هنگامی که محصول خشک شده منجمد به مقصد رسید، می‌توان آن را آبرسانی کرد و بسیاری از خواص را ثابت نگه داشت. این یک فرآیند بسیار ساده است و چندین دهه است که با موفقیت انجام می‌شود، اما انجام این کار برای سلول‌ها برای استفاده در تولید مثل پدیده جدیدی است.

تیمی از محققان این روش را با ذخیره اسپرم‌های خشک شده در یک کشوی میز (بدون کنترل دما) برای بیش از یک سال و در ایستگاه فضایی بین‌المللی برای بیش از ۵ سال آزمایش کرده‌اند. هر دوی آن‌ها فرزندان زنده‌ای تولید کردند.

به گفته محققان، خشک کردن انجمادی می‌تواند بهترین راه برای حفظ منابع ژنتیکی برای مدت طولانی به روشی ایمن، کم هزینه و مستقل از مکان باشد، با این حال تا به امروز، تنها سلول‌هایی که پس از خشک شدن انجمادی باقی مانده‌اند، اسپرم‌های بالغ هستند. جمع آوری اسپرم از نر‌های نابارور و تخمک/جنین از ماده بارور دشوار است.

هنگام شبیه سازی حیوانات، به یک سلول غیر تولید مثلی (به نام سلول سوماتیک) با تمام DNA حیوان نیاز است. این بسته هسته پر از DNA را می‌توان سپس در یک سلول تخمک قرار داد تا روند رشد کودک آغاز شود.


بیشتر بخوانید 


شبیه‌سازی ساده‌ترین راه برای ذخیره‌سازی مواد ژنتیکی برای آینده نیست، اما به شما این امکان را می‌دهد که به جای نصف موجود در سلول‌های تولید مثل، کل ماده ژنتیکی یک حیوان را در اختیار داشته باشید.

در حال حاضر، سلول‌های سوماتیک و تولید مثلی (برای بانک‌های زیستی یا اهداف دیگر) می‌توانند در نیتروژن مایع ذخیره شوند و با افزایش سریع دما، سلول‌ها را به زندگی بازگرداند.

با تمام آنچه گفته شد، اگر میزان موفقیت در نهایت بهبود یابد، توانایی شبیه سازی حیوانات با استفاده از چنین سلول‌ها و DNA تخریب شده در سایر زمینه‌ها نیز یک موهبت خواهد بود. با گذشت زمان حتی بهترین DNA ذخیره شده تجزیه می‌شود. اگر بخواهیم در شبیه سازی حیوانات منقرض شده شانس داشته باشیم، باید در شبیه سازی از DNA ناقص یا تخریب شده بهتر شویم.

این تحقیق در Nature Communications منتشر شده است.



منبع