نکات برجسته
-
هستههای غیرزنده بهدستآمده از یوز آسیایی که پس از مرگ در دمای ۲۰- درجه سانتیگراد نگهداری شده بودند، برای iSCNT استفاده شدند.
-
جنینهای کلونشده یوز در شرایط آزمایشگاهی تا مرحله مورولا رشد کردند اما متوقف شدند.
-
در جنینهای iSCNT یوز شواهدی از تکهتکه شدن جنینی و جداسازی غیرطبیعی کروموزومها مشاهده شد.
-
ناپایداری ژنومی بهعنوان علت اصلی عدم تکامل جنینهای یوز تا مرحله بلاستوسیست شناسایی شد.
چکیده
پیشرفتهای اخیر در حوزهی انتقال هسته سلول سوماتیک (SCNT) امید بزرگی برای حفظ ذخایر ژنتیکی حیوانات در خطر انقراض با استفاده از فناوری حفاظت خارج از زیستگاه (ex situ) ایجاد کرده است. اغلب مطالعات SCNT از سلولهای زنده برای انتقال هسته به اووسیتهای گیرنده استفاده میکنند. با این حال، در شرایط خاص که تنها بافت حیوانات نادر پس از مرگ و در حالت یخزده بدون شرایط استاندارد نگهداری شده باشد، دستیابی به سلول زنده دشوار یا غیرممکن است.
در این مطالعه، امکان انجام انتقال هسته سلول سوماتیک بینگونهای (iSCNT) در یوز آسیایی (Acinonyx jubatus venaticus) بررسی شد. هستهها از بافت یخزده بدون کرایوپروتکتانت در دمای ۲۰- درجه سانتیگراد استخراج شدند و اووسیتهای گربه اهلی بالغشده در آزمایشگاه بهعنوان گیرنده استفاده شدند.
هیچ رشد سلولی در کشت اولیه قطعات پوست و تاندون یا پس از هضم آنزیمی و کشت تکسلولی مشاهده نشد. همچنین، رنگآمیزی زندهمانی سلولها نشان داد تقریباً همهی سلولها غشای پارهشده داشتند و غیرزنده بودند. بنابراین، هستهها بهطور مستقیم به اووسیتهای گربه اهلی بدون هسته تزریق شدند.
علائم اولیه بازبرنامهریزی هستهای در ۲ ساعت پس از iSCNT مشاهده شد و در ۴ ساعت بهطور قابل توجهی افزایش یافت. درصد بازسازیهای iSCNT که به مراحل ۴–۱۶ سلولی و مورولا رسیدند بهترتیب ۳۲٫۳ ± ۷٫۳٪، ۱۸٫۲ ± ۹٫۸٪ و ۵٫۹ ± ۴٫۳٪ بود. اما هیچیک از جنینها به مرحله بلاستوسیست نرسیدند.
در گروه کنترل با استفاده از سلولها و اووسیتهای گربه اهلی، درصد تقسیم سلولی (۵۱٫۳ ± ۱۳٫۹٪ و ۷۷٫۳ ± ۴٫۰٪) و رسیدن به بلاستوسیست (۱۱٫۳ ± ۳٫۳٪ و ۱۶٫۸ ± ۳٫۸٪) با نتایج استاندارد مقایسهپذیر بود.
در مجموع، این مطالعه نشان داد که اووسیتهای گربه اهلی میتوانند تا حدی هستههای غیرزنده یوز آسیایی را بازبرنامهریزی کنند و آنها را به مراحل اولیه جنینی بازگردانند. این نخستین گزارش از iSCNT در یوز آسیایی با استفاده از سلولهای غیرزنده یخزده است.
مقدمه
تنوع زیستی کنونی زمین نتیجه بیش از ۳٫۵ میلیارد سال تکامل است. اما در قرن اخیر، به دلیل فعالیتهای انسانی، کاهش سریع تنوع زیستی رخ داده و بسیاری از گونهها در آستانهی انقراض قرار گرفتهاند.
در حالی که حفاظت در زیستگاه طبیعی (in situ) نقش مهمی در بقای گونهها دارد، فناوریهای جدیدی مانند انتقال هسته سلول سوماتیک (SCNT) به دانشمندان این امکان را داده است که از ذخایر ژنتیکی برای بازتولید گونههای نادر استفاده کنند. تاکنون، SCNT در بیش از ۲۰ گونه منجر به تولد موفق کلون شده است.
کلونسازی یک گونه حیوانی نیازمند منابع مناسبی از سلولهای اهداکننده، اووسیتهای گیرنده و مادران جانشین است. برای گونههای منقرضشده، این امر تقریباً غیرممکن است، زیرا سلولهای زنده وجود ندارند و سلامت ژنوم در بافتهای یخزده آسیب دیده است.
با این حال، مطالعاتی اخیر نشان دادهاند که حتی بافتهای یخزده در دماهای بسیار پایین (۲۰- تا ۸۰- درجه سانتیگراد) و بدون کرایوپروتکتانت، میتوانند برای سالها بخشی از سلامت ژنوم را حفظ کنند. علاوه بر این، روش iSCNT پیشتر برای تولید جنین یا نوزاد در حیواناتی مانند گربه وحشی، گرگ خاکستری، گاور، قوچ وحشی و بز کوهی پیرنهای با موفقیت بهکار رفته است.
یوز آسیایی (Acinonyx jubatus venaticus) بهعنوان یکی از نادرترین زیرگونههای یوز و تنها بازماندهی این گونه در ایران، اکنون در فهرست قرمز IUCN بهعنوان بهشدت در معرض خطر شناخته میشود. جمعیت آن کمتر از ۱۱۰ فرد تخمین زده شده است و تصادفات جادهای سهمی حدود ۴۰٪ در مرگ آنها دارند.
در این پژوهش، از بافت یوزی که در ۶ خرداد ۱۳۸۹ در استان یزد در اثر تصادف جان باخت و جسد آن به مدت ۱۰ روز در دمای ۲۰- درجه نگهداری شد، سلولهایی استخراج شد تا امکان کلونسازی بررسی شود.
بحث
این مطالعه نخستین تلاش برای تولید جنینهای کلونشده بینگونهای یوز آسیایی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از هستههای استخراجشده از بافت یخزده بدون کرایوپروتکتانت بود. نتایج نشان داد که اگرچه امکان تقسیم سلولی تا مراحل اولیه وجود دارد، اما به دلیل ناپایداری ژنومی، توسعه تا بلاستوسیست متوقف میشود.
این یافتهها گامی مهم در جهت درک توانایی و محدودیتهای iSCNT در حفاظت از گونههای در خطر انقراض است. همچنین، چشماندازی برای استفادهی آینده از این روش در حفظ ذخایر ژنتیکی گونههای نادر فراهم میکند.
قدردانی
نویسندگان این مطالعه را به یاد حسینی ش، رئیس فقید اداره محیط زیست استان یزد (که در ۱۰ دی ۱۳۹۲ درگذشت) و تمامی محیطبانان ایرانی که جان خود را برای حفاظت از طبیعت و حیاتوحش فدا میکنند، تقدیم کردهاند.
