تولد و مرگ عجیب دالی؛ اولین حیوان شبیه سازی شده دنیا

بیش از یک میلیارد گوسفند در دنیا وجود دارد اما مشهورترین آنها بدون تردید دالی است. دالی نه گوسفندی با شاخ زیبا یا توانایی های خارق العاده بلکه اولین پستاندار شبیه سازی شده از یک سلول بزرگسال بود.

کلون یا شبیه سازی به معنی تولید موجوداتی با ترکیب ژنتیکی همسان از یک موجود واحد است. این مفهوم از ابتدای پیدایش حیات وجود داشته و برای مثال می توان به باکتری های بدون سازوکار تولید مثل جنسی یا شته‌ها اشاره کرد. کلون ها از توالی DNA یکسان با والدین خود برخوردار بوده و از نظر ژنتیکی دو قلو هستند؛ با این حال تفاوت قابل توجهی با دیگر ارگانیسم ها ندارند.

اولین حیوان شبیه سازی شده دنیا

محققان پیش از تولد دالی چندین کلون مختلف گاو، خوک و موش را با استفاده از DNA رویان تولید کرده بودند اما دالی نخستین پستانداری بود که از یک سلول بزرگسال شبیه سازی می شد. این پروژه از نظر علمی ارزش بسیاری داشت چرا که نشان داد هرچند یک سلول بزرگسال به سلول تخصصی تبدیل شده اما باز هم می توان از DNA آن برای تولید ارگان کامل استفاده کرد.

نحوه شبیه سازی دالی

هدف محققان از شبیه سازی دالی بررسی امکان انجام این کار از طریق سلول غیر رویانی بود. رویان، یک یوکاریوت چندیاخته‌ای دیپلوئید در نخستین مرحله رشد است. در انسان سلول در حال رشد تا پایان هفته هشتم بارداری رویان نام دارد و پس از آن جنین نامیده می شود.

همانند سازی از طریق سلول بزرگسال به مراتب پیچیده تر از انجام اینکار با استفاده از سلول رویانی است. متخصصان انستیتوی «روسلین» اسکاتلند پیش از تولد دالی ۲۲۶ تلاش ناموفق را پشت سرگذاشته بودند و به همین خاطر موفقیت آنها در تولید اولین حیوان شبیه سازی شده خبر بزرگی به شمار می رفت.

دانشمندان برای کلون سازی از سلول غده پستان یک گوسفند سفید نژاد «دورست» اسکاتلندی نمونه برداری کردند که از قدیمى ترین نژادهای گوسفند در دنیا به شمار می رود. آنها باید درعین زنده نگه داشتن سلول از رشد آن جلوگیری می کردند و بدین منظور محیط کشت سلول را جایگزین کردند.

در مرحله بعد سلول به تخمک بارور نشده یک میش «رخ سیاه» تزریق شد که قبلا هسته آن را برداشته بودند. این سلول ها از طریق پالس های الکتریکی به هم الحاق شده و تا هفت روز در محیط کشت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه رویان به رحم یک گوسفند رخ سیاه دیگر منتقل شد تا مراحل رشد را به صورت طبیعی کند.

از ۲۲۷ الحاق سلولی تنها ۲۹ رویان اولیه به دست آمده و در رحم ۱۳ گوسفند کاشت شد. از این مراحل پیچیده تنها یک بارداری موفق بدست آمد. در ۵ ژوئن ۱۹۹۶ پس از ۱۴۸ روز از کاشت جنین یک بره سفید ۶.۶ کیلوگرمی با کد 6LLS و اسم دالی به دنیا آمد.

چه بر سر دالی آمد؟

اولین حیوان شبیه سازی شده زندگی پر ناز و نعمتی را در انستیتوی روسلین به سر برد. او به صورت طبیعی با گوسفندهای دیگر جفت گیری کرده و بره سالمی را هم به دنیا آورد که نشان دهنده قابلیت باز تولید حیوانات کلون سازی شده بود.

میانگین عمر نژاد دورست اسکاتلندی ۱۱ تا ۱۲ سال است اما دلایل مختلفی باعث شد که قهرمان داستان ما در ۱۴ فوریه ۲۰۰۳ و در حالی که تنها شش و نیم سال داشت، از این دنیا خداحافظی کند. اول اینکه دالی به آرتزور مفصل پا مبتلا بود؛ دوما او از نوعی تومور ویروسی به نام «ادنوماتوز ریوی گوسفندی» رنج می برد که در میان حیواناتی که در محیط های بسته نگهداری می شوند، شایع است. هرچند تحقیقاتی که بعدا روی استخوان های او انجام شد احتمال ابتلا به آرتروز را رد می کرد.

از همه مهمتر اینکه گوسفندی که سلول دالی از آن گرفته شد در هنگام شروع پروژه شش ساله بود در نتیجه تقویم ژنی سلول های دالی در بدو تولد او شش ساله بود. به عبارت دقیق تر با هر بار تکرار سلول، رشته DNA درون هسته کوتاه تر می شود و بنابرین کروموزوم های دالی نسبت به همسالان او کوتاه تر بود؛ همین مساله باعث شد که سن او سریعتر از آنچه که باید بالا برود.

دالی از نظر ژنتیکی کپی برابر اصل مادرش نبود چون میتوکندری که نقش نیروگاه انرژی سلول در خارج از هسته را بر عهده دارد، از مادر اهدا کننده تخمک به او ارث رسیده بود.

پژوهشگران دانشگاه ناتینگهام دو سال قبل اعلام کردند چهار نمونه شبیه سازی شده از روی سلول های دالی ۹ سال داشته و کاملا سالم هستند. این گروه به لحاظ متابولیسمی و قلب و عروقی، از دیگر نمونه های هم سن و سال و طبیعی، قابل تشخیص نبودند.

شبیه سازی دالی چه لزومی داشت؟

اولین حیوان شبیه سازی شده با سلول های بزرگسال در واقع بخشی از پروژه تحقیقاتی تولید دارو در شیر حیوانات اهلی بود. در نتیجه این تحقیقات دانشمندان ماده ژنتیکی انسان را به گونه ای منتقل کرده اند که منجر به تولید پروتیین های مفید در گاوها و گوسفندان شده است. این حیوانات حالا قادر به تولید موادی نظیر فاکتور IX انعقاد خون (فاکتور کریسمس) برای درمان هموفیلی یا تولید آلفا یک آنتی‌تریپسین برای درمان فیبروز سیستیک (سفت و چسبنده شدن ترشحات در بخش هایی از بدن) هستند.

انتقال این ژن ها به حیوانات فرایندی تخصصی و دشوار است اما از طریق شبیه سازی می توان یکبار این کار را انجام داد و سپس حیوان تراریخته را کلون  کرد. پیشرفت در فناوری شبیه سازی به ایجاد راه های جدید برای تولید داروهای ارزشمند و بهبود درک ما از ژنتیک و تولید مثل منجر شده است.

پیشرفت های پس از دالی

از سال ۱۹۹۶ تا کنون حیوانات بسیاری از جمله گربه، خرگوش، اسب، میمون، خوک، بز و گاو شبیه سازی شده اند. در ۲۰۰۴ محققان با شبیه سازی موش از طریق هسته سلول عصب بویایی ثابت کردند که هسته اهدا کننده می تواند از بافتی برداشته شود که در حالت عادی تقسیم نمی شود.

پیشرفت در تکنیک های شبیه سازی به کاهش هزینه و افزایش کارایی آن منجر شده تا حدی که سرویس های تجاری کلون سازی حیوانات خانگی یا دام های اهلی شاخص برای شهروندان عادی ارائه شده اند. آزمایش های DNA آنقدر پیشرفت کرده که اخیرا می توان میان دوقلوها نیز تمایز قائل شد.

بهبود تکنیک های شبیه سازی حیوانات روش های درمانی جدیدی را برای جلوگیری از ابتلای انسان به بیماری‌های میتوکندریایی قابل انتقال از مادر به فرزند ایجاد کرده است. تقریبا از هر ۶۰۰۰ تولد یک نفر با میتوکندری ناقص به دنیا می آید که ناشی از اختلالات آنزیم ها یا کمپلکس های آنزیمی است و به بیماری هایی نظیر دیستروفی عضلات یا ضعیف شدن آنها منجر می شود.

متخصصان برای جلوگیری از این مساله ماده ژنتیکی را از رویان استخراج کرده و در تخمک اهدایی با میتوکندری بدون نقص قرار می دهند. این همان فرایندی است که در کلون سازی سلول های رویانی حیوانات بکار می رود. بدون این مداخله میتوکندری ناقص به احتمال قریب به یقین به نسل بعد منتقل خواهند شد.

استفاده از روش های ویرایش ژنتیک در بسیاری از کشورها تحت نظارت شدید قرار دارد اما در صورت پایبندی محققان و سازمان های فعال در این زمینه به اصول اخلاقی نوید آینده ای با روش های درمانی پیشرفته و داروهایی با حداقل اثرات جانبی را به همراه دارد.