Reproduction Techniques in Animals تکنیک های تولید مثلی در دام Reproduction Techniques in Animals Presented by: A. Riasi Ph. D. in animal nutrition and Physiology http://riasi.iut.ac.ir

تکنیک تولید حیوانات ترانس ژنیک Transgenic Animals

اهداف این جلسه 1- ترانس ژنسیس چیست؟ 2- تولید حیوانات ترانس ژنیک چه اهمیتی دارد؟ 3- چه روش هایی برای تولید حیوانات ترانس ژن وجود دارد؟

ترانس ژنسیس تعریف ترانس ژنسیس حیوانات تولید شده با استفاده از تکنیک ترانس ژنسیس را ترانس ژنیک یا تراریخته می نامند. ry

ترانس ژنسیس ry

ترانس ژنسیس مقایسه یک گوسفند تراریخته برای تولید پشم بیشتر با یک گوسفند معمولی

اهمیت تولید حیوانات تراریخته تولید حیوانات تراریخته از جنبه های مختلف اهمیت دارد: 1- افزایش سرعت رشد حیواناتی و بازده بیشتر تولید محصول 2- مقاومت بیشتر در برابر بیماری ها 4- تولید ترکیبات دارویی در شیر 5- تولید حیواناتی که قادر به تامین هموگلوبین انسانی باشند 6- تولید حیواناتی که قادر به تامین اندام ها (قلب) برای انسان باشند 7- تولید شیر شبیه شیر انسان 8- تغییر ترکیبات شیر (لاکتوز، لیزوزیم، ...)

روش های تولید حیوانات تراریخته مهمترین روش ها عبارتند از: ریز تزریقی دزوکسی ریبونوکلئیک استفاده از ناقل های رتروویروسی انتقال ژن با کمک سلول های پایه ی رویانی انتقال ژن با روش انتقال هسته انتقال ژن با استفاده از اسپرم انتقال ژن با استفاده از تفنگ پرتاب DNA

روش ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک این روش برای تولید حیوانات اهلی ترانس ژنیک استفاده شده است: درموش موفقیت آمیزتر بوده است. در گاو که اووسیت کدر و دارای چربی زیاد دارد با مشکل همراه است. در صورت استفاده از این روش برای گاو، لازم است برای مشاهده پرونوکلئوس ها از تکنیک های رنگ پذیری، سانتریفوژ کردن و میکروسکوپ های دارای فاز کانتراست استفاده شود.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک اولین قدم برای انجام این روش، تهیه ی رویان مناسب است. رویان های مورد نیاز باید 12 تا 24 ساعت عمر داشته باشند و جمع آوری آنها از داخل اویدکت با استفاده از 50 میلی لیتر محلول بافر نمکی دالبکو انجام می شود.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک قدم دوم تولید چند صد کپی از ژن های مورد نظر با کمک پلاسمید باکتریایی است. برای اینکار ژن مورد نظر را به پلاسمید باکتری انتقال داده و به باکتری اجازه تکثیر می دهند. با برش دادن ناقل های نوترکیب و رسوب دان آنها چندین کپی از ژن مورد نظر تهیه می شود.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک قدم سوم انتقال ژن به سلول تخم تازه بارور شده است. برای اینکار 1 تا 2 پیکولیتر محلول بافر حاوی DNA بداخل پرونوکلئوس تزریق می شود و ژن در یک محل تصادفی قرار می گیرد. در عمل ممکن است چندین کپی از ژن جدید در یک موقعیت در کروموزم قرار گیرد یا اینکه در کروموزم های مختلف پخش شوند.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک زمان انجام ریز تزریقی مهم است و بهتر است در اوایل مرحله تشکیل پیش هسته ها باشد. دیده شده است که انجام ریز تزریقی در اواسط و اواخر مرحله تشکیل پرونوکلئوس ها رشد و تکامل رویان ها را بتاخیر می اندازد. مرحله ی بعد انتقال دادن رویان تراریخته به اویدکت حیوان گیرنده است.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک کمتر از 10 درصد رویان های تراریخته ی گوسفند و گاو زنده می مانند و بقیه در مراحل مختلف می میرند. تنها 10 درصد یا کمتر از رویان های زنده مانده تراریخته هستند و 30 تا 60 درصد نوزادان متولد شده ویژگی های مورد نظر را نشان می دهند.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک گاهی ژن انتقال داده شده پس از ریز تزریقی به پیش هسته، به ژنوم تمام سلول های رویان وارد نمی شود و تنها به برخی سلول ها وارد می شود. در این حالت حیوان دارای وضعیت موزائیک است که غیر طبیعی می باشد. بطور کلی تولید حیوانات غیر موزائیکی حاصل از ریز تزریقی کم هستند.

ریزتزریقی دوزکسی ریبونوکلئیک

استفاده از ناقل های رتروویروسی استفاده از روش ریزتزریقی برای پرندگان کاربرد ندارد، زیرا رویان آنها در داخل تخم رشد می کند. بنابراین روش ناقل های رتروویروسی برای آنها بکار گرفته شده است. از این روش برای تولید موش های ترانس ژنیک نیز بخوبی استفاده شده است.

استفاده از ناقل های رتروویروسی ژنوم رتروویروس ها از یک مولکول RNA ساخته شده است و شبیه mRNA یوکاریوت ها است. زیرا دارای یک کلاهک متیله شده در پایانه ‘5 و یک زنجیره پلی آدنین در انتهای ‘3 است.

استفاده از ناقل های رتروویروسی روش کار به این صورت است که ژن مورد نظر را به یک رتروویروس انتقال داده و سپس رویان را به ویروس نوترکیب آلوده می کنند. به موجودات تراریخته ای که به این روش تولید می شوند Chimeric گفته می شود.

انتقال ژن با استفاده از سلول های پایه رویانی سلول های پایه سلول های تمایز نیافته ای هستند که قابلیت تبدیل شدن به هر نوع سلول (سلول سوماتیک یا سلول زاینده) را دارند. رویان ها در مرحله بلاستوسیست دارای چنین سلول هایی هستند و می توان آنها را جدا کرده و تکثیر نمود. در این روش سلول های پایه ی رویانی را در شرایط برون تنی تکثیر کرده و ژن مورد نظر را به ساختار DNA آنها انتقال می دهند.

انتقال ژن با استفاده از سلول های پایه رویانی سپس سلول های پایه ی رویانی را به درون حفره ی بلاستوسیست یک رویان تزریق می کنند. بعد از مدتی سلول های پایه ی رویانی بخشی از توده سلولی درونی رویان می شوند. با انتقال چنین رویان هایی به رحم حیوانات گیرنده می توان منتظر متولد شدن حیوانات تراریخته بود. این حیوانات نیز از نوع کایمریک هستند.

انتقال ژن با استفاده از انتقال هسته از روش انتقال هسته نیز برای انتقال ژن های جدید و تولید حیوانات ترانس ژنیک استفاده می شود. برای این منظور سلول های سوماتیک از بدن یک حیوان گیرنده گرفته شده و در محیط کشت قرار داده می شود. آنگاه ژن مورد نظر به سلول سوماتیک منتقل شده و در ساختار DNA آن جای می گیرد.

انتقال ژن با استفاده از انتقال هسته سپس این سلول سوماتیک که دارای DNA نوترکیب است را به یک اووسیت تهی شده انتقال داده و پس از شوک الکتریکی و کشت موقت در شرایط برون تنی به رحم حیوان گیرنده منتقل می کنند.

انتقال ژن با استفاده از اسپرم انتقال ژن با استفاه از اسپرم در سال 1989 برای موش موفقیت آمیز بود. در این روش از سلول های اسپرماتوزئید موش به عنوان ناقل DNA استفاده شد. از آنجا که DNA دارای بار الکتریکی منفی است می تواند با پرتئین های بخش پشتی آکروزوم و کناره های سر اسپرم که دارای بار الکتریکی مثبت هستند پیوند یابد. مشخص شد که از این روش می توان برای تولید اسپرم های تراریخته حیوانات مختلف استفاده کرد.

استفاده از تفنگ پرتاب DNA متصل به ذره در روش تفنگ پرتاب DNA از دستگاهی استفاده می شود که ذرات حاوی DNA مورد نظر را به اسپرم یا اووسیت یا سلول تخم پرتاب می کند. از اسپرم های حاوی ذرات طلا-DNA برای باروری برون تنی اووسیت های گاو استفاده شده است.

The Future of Genetic Engineering? ry