ماهیان ترانس ژنیک

پسری از بابلسر · 20 اردیبهشت، ۱۳۹۱

[h=2][/h]

اصلاح نژاد موجودات، تولید محصولی از موجود با دست بردن در ژن ها از نظر مطلوب کردن صفات بطور دلخواه می باشد و در واقع محور اصلی اصلاح نژاد، بهگزینی است. بسیاری از DNA های هورمون رشد و دیگر ژن های پستانداران، مرغ و خود ماهی بمنظور تسریع رشد به داخل تخم های ماهی منتقل می شوند. با وجود این،نتیجه این انتقال به میزان زیادی به عملکرد درست عناصر تنظیم کننده بستگی دارد. البته این ژنها برای انتقال به هر گونه ای ممکن است مطلوب نباشند بدلیل:

1) عملکرد اختصاصی بافت غیر مطلوب

2) اثرات جانبی که منجر به مختل کردن دیگر عملکردها می شود.

تعریف ماهی ترانس ژن(اصلاح نژاد شده):

این ماهی که دارای یک یا بیشتر از یک ژن خارجی می شود. ژنهای خارجی بطور انتخابی با تزریق میکروسکوپی در داخل تخم وارد می شوند. این پروژه در علم مهندسی ژنتیک در سال 1970 و همچنین 1980 انجام گرفت. ممکن است تزریق میکروسکوپی چنین ژنهایی در داخل تخم حیوانات تولید موجودات ترانس ژن را کند. این تکنیک بعدا برای ماهی بکار برده شد و تعداد بسیار زیادی از ماهیان ترانس ژن در سال 1989 تولید گردید مثل:

الف) ماهی سالمون اقیانوس اطلس که به آن، ژن پروتیین ضد انجماد از ماهی فلاندر قطب تزریق گردیده که این کار بمنظور مقاومت در برابر دماهای پایین آب های قطب در سالمون انجام گردید بطوری که زیستگاه این سالمون می تواند تا آبهای قطبی هم کشیده شود و در نتیجه به سرما خیلی مقاوم تر شده اند.

ب) ماهیان خوراکی قزل آلا، تیلاپیا و گربه ماهی و ... که ژن هورمون رشد را از انسان، موش و دیگر پستانداران دریافت کرده اند که اصلاح نژاد بمنظور تولید گسترده این ماهیان صورت گرفت.

ج)همچنین می توان ژن مقاومت به بیماری و ژن مقاومت محیطی مثل متالوتیونین(که با فلزات سنگین باند می شود و از اثر سمی و بیماریزای آنها جلوگیری می کند) که اگر به ماهی منتقل شوند ماهی ها را در برابر فلزات سنگین حاصله از فاضلاب کارخانجات و یا نفت کش ها و ... مقاوم می کند .

اما در کل ماهی برای عمل ترانس ژنی شدن دارای مشکلاتی می باشند:

1) لایه کوریونی تخم آنها ضخیم و چند لایه است پس تزریق میکروسکوپی درآنها مشکل است و بایستی تزریق از راه دهانه میکروپیلی تخم صورت پذیرد.

2) دیگر اینکه تخم ماهی پر زرده است و ممکن است ژنها قبل از رسیدن به ژنوم هضم شوند که برای تولید انبوه مناسب نیست چون به تک تک تخم ها بایستی تزریق شود.

3) روش دیگر که نفوذ الکتریکی یا Electroporation است که تخم های لقاح یافته را داخل حمام گذاشته و با پالس های الکتریکی یک تعداد ژن وارد تخم ها می شود حسن این کار این است که انتقال ژن بطور انبوه است ولی موفقیت در آن محدودیت دارد.

ژن ها و ماهیان ترانس ژنیک(اصلاح نژاد شده):

Zhu اولین کسی بود که ژن انسولین انسانی را به تخم های ماهی کپور کاراس و سگ ماهی تزریق کرد. ژن هورمون رشد انسانی اولین ژنی بود که با موفقیت بمنظور تولید چنین موجودات ترانس ژنی استفاده گردید.

ژنهای هورمون رشد قزل آلای رنگین کمان و ماهی آزاد پس از سال 1986 در دسترس قرار گرفت که موفقیت با هورمون پستانداران فقط 50 درصد بود بنابراین نیاز فوری برای ساختن ترانس ژنی از این ماهیان وجود دارد.

تکنولوژی ماهیان ترانس ژن بمنظور افزایش میزان رشد ماهیان خوراکی و مقاومت در برابر انجماد در ماهی Zebra fish و medaka استفاده گردید.

اما در آسیا با توجه به بحران های صورت گرفته، تولید ماهی مقاوم به خشکی و بیماری نیاز ضروری و اصلی است و می بایست در این زمینه بررسی های لازم صورت گیرد.

در زیر مزایا و معایب استفاده از تخم ماهی بعنوان مدل دستکاری آمده است:

- مزایا:

لقاح خارجی و مصنوعی، امکان اختلاط تخمک و اسپرم، رسیدگی گامت ها بطور مصنوعی که امکان پذیر است. تخم ها بزرگ و گوناگون بوده و به آسانی بعد از لقاح نگاهداری شده و حداکثر تنوع را دارا بوده و توسعه جنینی سریعتری را دارا می باشند.

تخم های ماهی قابلیت تاه خوردگی کروموزوم های جنسی را دارا بوده از این رو امکان تولید صدها کلونی از یک والد فراهم می گردد.

- معایب:

در بسیاری از گونه ها هسته های زایگوت ها خیلی کوچک است و قابل مشاهده نیست از اینرو تزریق میکروسکوپی نوکلئوپلاسم در داخل هسته های اووسیت از ماهی تخمگذار و زنده زا تنها در تعدادی گونه ها ممکن می گردد. هسته های اووسیت بیشتر از 1000 بار بزرگتر از پستانداران است و پوشش کوریونی تخم خیلی محکم و مقاوم است.

دستکاری ژنی:

برای این منظور تکنیک های دستی و فیزیکی بکار می رود چنین تکنیک هائی نیاز به سوزن های ریزی با کمتر از 1/ 0 میکرومتر ضخامت و پیپت های کوچک و نیز نگهدارنده پیپت بمنظور تزریق میکروسکوپی درست نیاز است و تزریق میکروسکوپی از ژن هورمون رشد گاو و موش در تخم ماهی تیلاپیا با موفقیت انجام شده است. تخم ماهی تیلاپیا بسیار مات است و کوریون سختی دارد از این رو کار در آن حتی با سوزن خیلی کوچک مشکل است بنابراین DNA بیگانه بداخل دیسک ژرمینال از میان میکروپیل قبل از شروع تقسیم سلولی با یک دستکارنده کوچک تزریق می گردد.همچنین تزریق میکروسکوپی ژن هورمون رشد در تخم ماهیZebra fish بوسیله تزریق در داخل سیتوپلاسم قبل از اولین تقسیم با موفقیت انجام گردید.

در ماهیان کوشش های اولیه در زمینه اصلاح نژاد در گلد فیش ها و سگ ماهی ، تیلاپیا، قزل آلا و ماهی آزاد و Zebra fish صورت گرفت و این دستکاری های ژنی، افق جدیدی از آبزی پروری را در گذر زمان در تحقیقات در زمینه سرمایه گذاری ژنی فراهم می سازد.

روش های انتقال ژنی و مزایا و معایب آن:

- تزریق میکروسکوپی:

مزایا:

تزریق دقیق در جایگاه مطلوب در تخم مانند هسته.

سیتوپلاسم که اجازه برآورد کمی از ژن تزریقی را می دهد.

معایب:

زمان بر، نیاز به مهارت،ایجاد تغییر بدلیل صدمه و آسیب سوزن تزریق.

- نفوذ الکتریکی:

مزایا:

به محرک ها اجازه می دهد که به DNA خارجی وارد شده و تولید ماهی ترانس ژن می کند که روش بسیار مناسبی در برخی گونه های ماهی است که تخم های آنها برای تزریق میکروسکوپی بسیار کوچکند.

معایب:

مشکل، ارزیابی کمیت واقعی ژن بیگانه یا خارجی است که به سلول ها وارد می گردد و همچنین سبب مرگ ومیر نسبتا بالا می گردد.

- انتقال اسپرم واسط:

مزایا:

فقدان آکروزوم در اسپرم ماهی که یک میدان عمل وسیع تر را برای انتقال اسپرم واسط فراهم می آورد.

معایب:

فوائد آن بیشتر در پرندگان است اما در ماهی و پستانداران هنوز جای بررسی دارد.

اما استفاده از ترانس ژنها با انتخاب صفات مطلوب به تولید ماهی مطلوب نر و ماده کمک می کند. چینی ها سگ ماهی بزرگی مشابه موش با استفاده از تزریق میکروسکوپی ژن هورمون رشد انسانی تولید کرده اند که نشان می دهد این روش ها در صورت بکاربرده شدن در شیلات کاربرد زیادی در پرورش ماهی دارد.

اما آنچه که در اصلاح نژاد ماهی حائز اهمیت است بطور خلاصه عبارتند از:

- رشد سریع تر

- طول عمر بیشتر

- تغذیه نس