جانداران دستکاری‌شده

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

حیوانات دستکاری‌شده ژنتیکی، جاندارنی هستند که در راستای حصول اهداف مختلفی چون تولید دارو، افزایش راندمان عملکرد، افزایش مقاومت در برابر بیماری­ها و سایر موارد تحتِ اِصلاح ژنتیکی قرار می­گیرند. شمار زیادی از حیوانات تراریخته در مرحلۀ تحقیق و بررسی بوده و تنها بخش محدودی از آن­ها در آستانۀ تولید تجاری هستند. [۱]

تولید[ویرایش]

اِصلاح ژنتیکی پستانداران، فرآیندی کُند، طاقت­فرسا و پُرهزینه است. مشابه با دیگر جانداران اِصلاح­شده به روش ژنتیکی، ابتدا مهندسان ژنتیک باید اقدام به جداسازی ژنی نمایند که می­خواهند وارد اُرگانیسم میزبان شود. این مرحله می­تواند از یک سلول حاوی ژن گرفته یا به شکل مصنوعی سنتز شود. در صورت ارزیابی مناسب و گستردۀ ژن منتخب یا ژنومِ موجود اهداکننده ممکن است که بتوان از طریق یک مخزنِ ژنتیکی به آن ژن دسترسی پیدا کرد. سپس ژن مَدنظر با سایر عناصر ژنتیکی شامل یک پُروموتر (پیش بَر)، یک منطقۀ پایان­دهنده و معمولاً یک نشانگر منتخب ترکیب می­شود. [۲][۳][۴][۵]

چندین روش به منظور تلقیح ژن جداشده در ژنوم میزبان وجود دارد. در مجموع، تلقیح DNA در حیوانات از طریق ریزتزریق صورت می­گیرد. در این روش می­توان ژن را به کمک ناقل­های ویروسی یا از طریق پوشش هستۀ سلول مستقیماً به داخل هسته منتقل کرد. اولین حیوانات اصلاح شده به روش ژنتیکی با تزریق DNA ویروسی به جنین و سپس کاشت آن در حیوانات ماده تولید شدند. باید اطمینان حاصل شود که DNA تلقیح شده در سلول­های بنیادی جنین هم موجود است . بدین ترتیب، جنین رشد کرده و می­توان امیدوار بود که برخی از ترکیبات ژنتیکی در سلول­های بارور و زایا تلقیح شوند. پژوهشگران تا رسیدن حیوان به سن تولیدمثل منتظر مانده و فرزندان آنها از نظر وجود ژن در هر سلول با استفاده از تکنیک واکنش زنجیره‌ای پلیمراز ، تکنیک ساتِرن بِلات و تعیین توالی DNA غربالگری می­شوند.[۶][۷][۸][۹]

اصلاحات ژنتیکی با استفاده از تکنولوژی­های جدید آسان­تر و دقیق­تر شده­اند. روش­های هدف­گیری ژن با ایجاد شکستگی­های دورشته­ای همراه با سامانه­های همگون ترمیم نوترکیبی طبیعی سلول­ها جهت جهش القایی ژن­ها در مکان­های دقیق توسعه­ یافته­اند. ویرایش ژنوم از هسته­های مهندسی­شدۀ مصنوعی استفاده می­کند که موجب ایجاد شکست­هایی در نقاط خاص می­شوند. چهار خانواده از نوکلئازهای مهندسی­شده شامل مگانوکلئازها، نوکلئازهای اَنگشت روی، نوکلئازهای اِفکتور شِبه­-فعال­کنندۀ رونویسی و سیستم RNA راهنما-Cas9 (کَسِ-9) (برگرفته از کریسپر) هستند. تکنولوژی اِفکتور نوکلئاز شِبه-فعال کنندۀ رونویسی و کریسپر جزء پرکاربردترین فناوری­ها در این زمینه به شمار رفته و هریک مزایای خاص خود را دارند. تکنولوژی های مبتنی بر افکتور نوکلئاز شِبه-فعال کنندۀ رونویسی هدف­گیری بهتری دارند. ولی، کریسپر کارآمدتر و طراحی آن هم ساده­تر است. توسعۀ سامانۀ ویرایش ژِن کریسپر-کَس-9 منجر به کاهش نیمی از مدت­زمان موردنیاز جهت تولید حیوانات اِصلاح شدۀ ژنتیکی شده است. [۱۰][۱۱][۱۲][۱۳][۱۴][۱۵][۱۶][۱۷][۱۸][۱۹][۲۰][۲۱]

تاریخچه[ویرایش]

از حدود 12000 سال قبل از میلاد، انسان­ها با استفاده از پرورش انتخابی یا انتخاب مصنوعی (در مقابل انتخاب طبیعی) اقدام به اَهلی­کردن حیوانات کردند. زمینه­ساز مفهوم مُدرن اِصلاح ژنتیکی فرآیندی به نام اِصلاح انتخابی است. در طی این فرآیند، موجوداتی با صفات (و متعاقباً با ژن­های موردنظر) جهت تولید نسل بعدی اُرگانیسم­ها مورد استفاده قرار گرفته و جانداران فاقد این صفات پرورش داده نمی­شوند. پیشرفت­های حاصل در علم ژنتیک باعث توانایی انسان در تغییر مستقیم DNA و بالطبع ژن­های جاندارن می­شود. محققی به نام پُلبِرگ در سال (1972) با ترکیب DNA ویروس میمون با ویروس لامبدا موفق به تولید اولین DNA نوترکیب شد. [۲۲][۲۳][۲۴]

پانویس[ویرایش]

  1. ↑ Forabosco F, Löhmus M, Rydhmer L, Sundström LF (May 2013). "Genetically modified farm animals and fish in agriculture: A review". Livestock Science. 153 (1–3): 1–9. doi:10.1016/j.livsci.2013.01.002.
  2. ↑ Murray, Joo (20). Genetically modified animals بایگانی‌شده در ۲۰۱۹-۱۰-۱۳ توسط Wayback Machine. Canada: Brainwaving
  3. ↑ Nicholl, Desmond S. T. (2008-05-29). An Introduction to Genetic Engineering. Cambridge University Press. p. 34. ISBN 9781139471787.
  4. ↑ Liang J, Luo Y, Zhao H (2011). "Synthetic biology: putting synthesis into biology". Wiley Interdisciplinary Reviews: Systems Biology and Medicine. 3 (1): 7–20. doi:10.1002/wsbm.104. PMC 3057768. PMID 21064036.
  5. ↑ Berg P, Mertz JE (January 2010). "Personal reflections on the origins and emergence of recombinant DNA technology". Genetics. 184 (1): 9–17. doi:10.1534/genetics.109.112144. PMC 2815933. PMID 20061565.
  6. ↑ Chen I, Dubnau D (March 2004). "DNA uptake during bacterial transformation". Nature Reviews. Microbiology. 2 (3): 241–9. doi:10.1038/nrmicro844. PMID 15083159. S2CID 205499369.
  7. ↑ Jaenisch R, Mintz B (April 1974). "Simian virus 40 DNA sequences in DNA of healthy adult mice derived from preimplantation blastocysts injected with viral DNA". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 71 (4): 1250–4. Bibcode:1974PNAS...71.1250J. doi:10.1073/pnas.71.4.1250. PMC 388203. PMID 4364530.
  8. ↑ National Research Council (US) Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health (2004-01-01). Methods and Mechanisms for Genetic Manipulation of Plants, Animals, and Microorganisms (به انگلیسی). National Academies Press (US).
  9. ↑ Setlow, Jane K. (2002-10-31). Genetic Engineering: Principles and Methods. Springer Science & Business Media. p. 109. ISBN 9780306472800.
  10. ↑ Murray, Joo (20). Genetically modified animals بایگانی‌شده در ۲۰۱۹-۱۰-۱۳ توسط Wayback Machine. Canada: Brainwaving
  11. ↑ Grizot S, Smith J, Daboussi F, Prieto J, Redondo P, Merino N, Villate M, Thomas S, Lemaire L, Montoya G, Blanco FJ, Pâques F, Duchateau P (September 2009). "Efficient targeting of a SCID gene by an engineered single-chain homing endonuclease". Nucleic Acids Research. 37 (16): 5405–19. doi:10.1093/nar/gkp548. PMC 2760784. PMID 19584299.
  12. ↑ Gao H, Smith J, Yang M, Jones S, Djukanovic V, Nicholson MG, West A, Bidney D, Falco SC, Jantz D, Lyznik LA (January 2010). "Heritable targeted mutagenesis in maize using a designed endonuclease". The Plant Journal. 61 (1): 176–87. doi:10.1111/j.1365-313X.2009.04041.x. PMID 19811621.
  13. ↑ Townsend JA, Wright DA, Winfrey RJ, Fu F, Maeder ML, Joung JK, Voytas DF (May 2009). "High-frequency modification of plant genes using engineered zinc-finger nucleases". Nature. 459 (7245): 442–5. Bibcode:2009Natur.459..442T. doi:10.1038/nature07845. PMC 2743854. PMID 19404258.
  14. ↑ Shukla VK, Doyon Y, Miller JC, DeKelver RC, Moehle EA, Worden SE, Mitchell JC, Arnold NL, Gopalan S, Meng X, Choi VM, Rock JM, Wu YY, Katibah GE, Zhifang G, McCaskill D, Simpson MA, Blakeslee B, Greenwalt SA, Butler HJ, Hinkley SJ, Zhang L, Rebar EJ, Gregory PD, Urnov FD (May 2009). "Precise genome modification in the crop species Zea mays using zinc-finger nucleases". Nature. 459 (7245): 437–41. Bibcode:2009Natur.459..437S. doi:10.1038/nature07992. PMID 19404259. S2CID 4323298.
  15. ↑ Christian M, Cermak T, Doyle EL, Schmidt C, Zhang F, Hummel A, Bogdanove AJ, Voytas DF (October 2010). "Targeting DNA double-strand breaks with TAL effector nucleases". Genetics. 186 (2): 757–61. doi:10.1534/genetics.110.120717. PMC 2942870. PMID 20660643.
  16. ↑ Li T, Huang S, Jiang WZ, Wright D, Spalding MH, Weeks DP, Yang B (January 2011). "TAL nucleases (TALNs): hybrid proteins composed of TAL effectors and FokI DNA-cleavage domain". Nucleic Acids Research. 39 (1): 359–72. doi:10.1093/nar/gkq704. PMC 3017587. PMID 20699274.
  17. ↑ Esvelt KM, Wang HH (2013). "Genome-scale engineering for systems and synthetic biology". Molecular Systems Biology. 9: 641. doi:10.1038/msb.2012.66. PMC 3564264. PMID 23340847.
  18. ↑ Tan WS, Carlson DF, Walton MW, Fahrenkrug SC, Hackett PB (2012). "Precision editing of large animal genomes". Advances in Genetics Volume 80. Vol. 80. pp. 37–97. doi:10.1016/B978-0-12-404742-6.00002-8. ISBN 9780124047426. PMC 3683964. PMID 23084873.
  19. ↑ Malzahn A, Lowder L, Qi Y (2017-04-24). "Plant genome editing with TALEN and CRISPR". Cell & Bioscience. 7: 21. doi:10.1186/s13578-017-0148-4. PMC 5404292. PMID 28451378.
  20. ↑ Malzahn A, Lowder L, Qi Y (2017-04-24). "Plant genome editing with TALEN and CRISPR". Cell & Bioscience. 7: 21. doi:10.1186/s13578-017-0148-4. PMC 5404292. PMID 28451378.
  21. ↑ "How CRISPR is Spreading Through the Animal Kingdom". www.pbs.org (به انگلیسی). Retrieved 2018-12-20.
  22. ↑ Clive Root (2007). Domestication. Greenwood Publishing Groups.
  23. ↑ Jackson DA, Symons RH, Berg P (October 1972). "Biochemical method for inserting new genetic information into DNA of Simian Virus 40: circular SV40 DNA molecules containing lambda phage genes and the galactose operon of Escherichia coli". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 69 (10): 2904–9. Bibcode:1972PNAS...69.2904J. doi:10.1073/pnas.69.10.2904. PMC 389671. PMID 4342968.
  24. ↑ M. K. Sateesh (25 August 2008). Bioethics And Biosafety. I. K. International Pvt Ltd. pp. 456–. ISBN 978-81-906757-0-3. Retrieved 27 March 2013.
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=جانداران_دستکاری‌شده&oldid=38581722»