دسته‌بندی نشده

بانک ژن

نوشته شده توسط تیم تحریریه علمنا

مردم در موارد اضطراری پول خود را در بانک‌ها پس انداز می‌کنند. بانک‌های ژنتیک نیز خدمت مشابه‌ای برای کشاورزان و دانشمندان یعنی افرادی که برای حفظ حیوانات و گیاهان نادر تلاش می‌کنند، ارائه می‌دهد.

محققان و یا کشاوران می‌توانند نمونه‌ای از این “ژن” را از بانک‌ها برای کمک به بازسازی گونه‌های نادر گیاهان و یا نژاد حیوانات و یا کمک به افزایش تنوع ژنتیکی در آن گونه به کار گیرند.

بانک‌های ژن همچنین سلول‌ها و ارگانیسم‌هایی را که انواع ژن غیر معمول را در خود دارند نگه می‌دارند (ژن با صفات خاص).

این ژن‌ها ممکن است بعدا یعنی زمانی که حملات همه‌گیری بیماری‌ها، تغییرات آب و هوایی و یا دیگر عوامل تهدید کننده‌ی بقایای گیاهان یا حیوانات رخ دهند مفید باشند.

کشاورزان می‌توانند از موارد موجود در بانک (سلول‌ها یا بافت‌های ذخیره شده) برای بازگردانی تنوع ژنتیکی و یا معرفی صفاتی از نژادها یا گونه‌های دیگر بپردازند.

برخی از بانک‌های ژن خانه‌ی میلیون‌ها یا حتی میلیاردها دانه‌های گیاهی است.

برای نمونه، Svalbard Global Seed Vault که در زیر زمین در یک جزیره‌ی دور افتاده در شمال نروژ قرار دارد.

Svalbard Global Seed Vault

موسسه‌ی  سان دیگو نیز برای خانه‌های تحقیقاتی-حفاظتی پروژه‌ی دیگری، که باغ وحش منجمد نامیده می‌شود می‌باشد. مجموعه‌ی آن‌ها شامل سلول‌هایی از هزاران پرنده، خزنده، پستاندار، دوزیست و ماهیان است. سلول‌های ذخیره شده در آنجا ممکن است یک روزی استفاده شده و برای کمک به بازسازی جمعیت گونه‌های در خطر، مفید باشد.

Smithsonian و SVF Biodiversity Preservation در آمریکا اسپرم و جنین را از نژاد نادر حیوانات خانگی، منجمد می‌کنند.

Agricultural Research Service (ARS) از وزارت کشاورزی آمریکا دارای یک برنامه‌ی حتی بزرگ‌تر نیز می‌باشد. آن‌ها تقریبا یک میلیون نمونه از اسپرم، خون و جنین از موارد نادر و رایج دارند.

هاروی بلکبرن یکی از دانشمندان وزارت کشاورزی آمریکا توضیح می‌دهد: “چنین مجموعه‌ای به عنوان یک نسخه‌ی پشتیبان در خدمت صنعت دام آمریکا می‌باشد.” او همچنین ژنتیک‌شناس حیوانات می‌باشد.

بانک‌های ژن از دمای پایین برای توقف فعالیت مواد شیمیایی و زیستی که ممکن است باعث شکستن سلول شوند استفاده می‌کنند. برخی از بانک‌ها موارد را با نیتروژن مایع تا دمای منهای ۱۹۶ درجه‌ی سانتیگراد منجمد می‌کنند که برابر منهای ۳۲۰٫۸ درجه‌ی فارنهایت می‌باشد. ( فوق العاده سرد )

در فرایند انجماد، آب داخل سلول‌ها را با مایع دیگری مانند گلیسرول جایگزین می‌کند. این مایع، توسعه‌ی بلورهای یخ را به حداقل می‌رساند، چنین کریستال‌هایی می‌توانند به دیوار سلول آسیب بزنند. بعدا، هنگام ذوب کردن، زیست شناسان گلیسرول و سایر مایعات را حذف کرده و آب را به داخل سلول باز می‌گردانند.

انجماد و ذوب سلول باید با سرعت و دقت انجام شود تا مواد آن‌ها، بعد از گرم شدن، زنده بمانند.

اما برخی از موارد نیاز به مراقبت‌های بسیار ویژه دارند.

برای نمونه اسپرم جوجه‌ها و سایر پرندگان، در فرایند انجماد و ذوب شدن به خوبی اسپرم گاو و دیگر پستانداران زنده نمی‌مانند.

ژولیه لانگ که از طرفداران زیست‌شناسی پرندگان است این موضوع را توضیح می‌دهد. این فیزیولوژیست، تولید مثل حیوانات را در آزمایشگاه ARS مورد مطالعه قرار داده است، برخلاف پستانداران ماده، مرغ، اسپرم را برای چند هفته بعد از نخستین جفت‌گیری نگه می‌دارد. سپس از آن برای بارور ساختن تخم‌هایش استفاده می‌کند. بنابر این او توضیح می‌دهد که اسپرم ذوب شده باید بسیار مقاوم باشد تا این مدت را در دستگاه تناسلی مرغ باقی بماند.

روش انجماد همچنین می‌تواند بر چگونگی به خوبی زنده ماندن موارد منجمد شده تاثیر بگذارد.

اسپرم پرنده شبیه به تکه‌ای از رشته به نظر می‌رسد. این سبک، آن را شکننده‌تر از اسپرم بیشتر پستاندارن می‌کند که شامل  یک سر گرد و دم بلند و باریک است. بلورهای یخ می‌تواند با سرعت بیشتری به DNA اسپرم پرنده آسیب برساند.

اما لانگ و سایر محققان در حال کار بر روی ساخت اسپرم پرندگان با انعطاف پذیری بیشتر هستند. لانگ می‌گوید: “اسپرم پرندگان به نظر می‌رسد به خیلی سریع منجمد کردن، پاسخ بهتری می‌دهد مانند کاهش ۲۰۰ درجه‌ی سانتیگراد در یک دقیقه.”

این کار بیش از ۳ مرتبه سریع‌تر از نرخ انجماد مورد نیاز برای اسپرم پستانداران است.

مایعی که در مواد ذخیره می‌شود نیز مهم است. برای نمونه، انجماد برخی از مواد شیمیایی را از غشا که سلول‌های اسپرم پرندگان را احاطه کرده است حذف می‌کند. این ترکیبات مهم هستند. آن‌ها کمک می‌کنند تا سلول اسپرم یک تخم را تشخیص دهد.

 لانگ می‌گوید: قند و چربی‌ها برای حل اسپرم‌های پرنده‌ی ذخیره شده اضافه می‌شود که ممکن است با مواد شیمیایی از دست رفته جایگزین شود. تغییر مایع حفاظتی و روش انجماد نیز ممکن است زنده ماندن سلول اسپرم و باروری را بهبود بخشند. تیم لانگ گزارش داده است که تحقیقات امیدبخشی با اسپرم بوقلمون در ماه دسامبر ۲۰۱۳ و دوباره در ژوئن ۲۰۱۴ در مجله Cryobiology انجام شده است.

بانک ژن می‌تواند انواع بسیار متفاوتی از ژن‌ها را نگه دارد.

آن‌ها ممکن است شامل دانه‌هایی که برای تبدیل به گیاه کامل یا تخم‌ها و یا اسپرم که می‌تواند ترکیب شده و یک حیوان را ایجاد کند، باشند؛ یا ممکن است به جنین حیوان تبدیل شده، که می‌توانند مادران بعدی باشند. از برخی از سلول‌های بنیادی بانک ژن ممکن است برخی از دانشمندان، روزی برای تولید تخم‌ها و اسپرم‌ها استفاده کنند.

بانک‌های ژن یک نسخه‌ی پشتیبان برای آینده است، اما ثابت شده است که آن‌ها در حال حاضر نیز مفید هستند.

برای نمونه در سال ۲۰۰۴،SVF  به انجماد چندین نمونه از نژاد نادر بز پرداخت و آنها را در یک بز پرجمعیت‌تر Nubian قرار داد. این کار منجر به تولید Chip که به عنوان “Chocolate Chip” شناخته می‌شود در تولد شد. Chip ثابت می‌کند که این فرایند به خوبی کار کرده و در حال حاضر نشانه‌ای از امید برای نژادهای نادر است.

درباره نویسنده

تیم تحریریه علمنا

دیدگاه شما چیست