تازه‌ها

ماهیان ترانس ژن

• ماهی که دارای یک یا بیشتر از یک ژن خارجی باشد ماهی ترانس ژن اطلاق می شود
• ماهی ترانس ژن از طریق انتقال یک ژن با اهداف مختلف به درون تخم لقاح یافته ایجاد میشوند

اهداف تولید موجودات ترانس ژن

• صنعت پزشکی: xenotransplantation، مکمل­ های غذایی و دارویی
• تحقیقات بنیادی: عملکرد ژن ها، بررسی الگوهای بیان ژن
• کشاوزری: افزایش رشد، کیفیت، مقاومت دربرابر بیماری

اهداف تولید ماهیان ترانس ژن:

رشد سریع­تر، همآوری بالاتر، سازگاری بیشتر، بسیار مقاوم به بیماری، آفت­ کش ­ها و آلاینده ­ها

نخستین انتقال ژن در علم مهندسی ژنتیک در دهه ۱۹۸۰ انجام گرفت. ماهی سالمون اقیانوس اطلس که به آن، ژن پروتیین ضد انجماد از ماهی فلاندر قطب تزریق گردید. این کار بمنظور مقاومت در برابر دماهای پایین آب­های قطب در سالمون انجام شد بطوری که زیستگاه این سالمون می­تواند تا آبهای قطبی هم کشیده شود و در نتیجه به سرما خیلی مقاوم­تر شده اند.

همینطور که در تصویر زیر مشخص است انتقال ژن پروتئین ضد انجماد AFP باعث مقاومت ماهی قزل آلای رنگین­ کمان تا دمای ۱.۲ درجه می ­شود.

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

ژن مقاومت به بیماری و ژن مقاومت محیطی مثل متالوتیونین ماهی­ها را در برابر فلزات سنگین حاصله از فاضلاب کارخانجات و یا نفت­ کش­ ها و … مقاوم می کند.تحقیقات بنیادی بسیاری در این زمینه در جریان است که شامل مطالعه عملکرد ژن و استفاده از ژن فلورسنت می­شود.

موانع و مخاطرات انتقال ژن

• سندرم مرگ اتفاقی (sudden death syndrome)
• عدم سازگاری ژن­ های توسعه یافته خارجی با بدن میزبان
• تغییر غلظت پروتئین ­های حیاتی جاندار میزبان
• نگرانی مصرف ­کنندگان در مصرف موجوادت ترانس ژن
• کنترل موجودات ترانس ژن در محیط و نحوه شناسایی آن ها

گونه هایی از ماهیان استخوانی، نرمتنان و سخت پوستان که تا کنون برای انتقال ژن مورد استفاده قرار گرفتند

مهمترین مرحله در تولید ماهیان ترانس ژن ساخت ژن مصنوعی یا ژن ترکیبی (Construct of artificial gene or fusion gene) می­ باشد. در این فرایند هر چه طول باز کوچکتر باشد احتمال موفقیت بیشتر خواهد بود. معمولا ژن ­هایی برای انتقال به کار برده می­شوند که جزو ژن­ های خانه ­دار یا ژن های رفرنس (House keeping genes) باشند. ژن مورد نظر باید قابلیت هم­خوانی یا سازگاری با موجود میزبان را داشته باشد.

ساخت ژن مصنوعی یا ژن ترکیبی (Construct of artificial gene or fusion gene)

۱- پروموتور (Promoter)

پروموتور یا راه ­انداز، قطعات کوتاهی هستند که از ژن­هایی که بصورت طبیعی سرعت بیان آن­ها بالاست به منظور بیان بیشتر ژن هدف برداشته می­شوند. مانند ژن متالوتیونین در ماهی

۲- ژن هدف

طیف متنوعی از ژن ­ها را شامل می شود و بر اساس هدف انتقال ژن به میزبان می ­تواند به منظور افزایش رشد، مقاومت در برابر بیماری ­ها، تغییرات محیطی و یا نشاندار کردن جانداران باشد.

۳- قطعه انتهایی (Terminator sequence)

بلافاصله پس از پروموتور و ژن متصل به آن توالی به نام قطعه انتهایی در انتهای ژن ترکیبی قرار می­گیرد که برای کارکرد صحیح یک ژن ضروری می­باشد. هر ژن دارای توالی به نام جایگاه پلی ­آدنیلاسیون می ­باشد که پس از رونویسی بعنوان کلید خروج mRNA از هسته می ­باشد.

روش های انتقال ژنی و مزایا و معایب آن:

۱- تزریق میکروسکوپی (Microinjection)

• مزایا: تزریق دقیق در جایگاه مطلوب در تخم مانند هسته. وجود سیتوپلاسم که اجازه برآورد کمی از ژن تزریقی را می دهد.
• معایب: زمان بر بوده و نیاز به مهارت دارد. ایجاد تغییر بدلیل صدمه و آسیب سوزن تزریق. یکی از مشکلات روش ریز تزریقی کوریون سخت ماهی می باشد.

۲- بمباران ژنی (Particle Bombardment)

غلظت مناسبی از ژن مورد نظر بر روی ذرات تنگستن یا طلا با قطری حدود µm 3/5- 0/1 می­پوشانند و سپس با استفاده از تفنگ ژنی به درون سلول یا تخم شلیک میکنند.

• این روش به محرک­ ها اجازه می ­دهد که به DNA خارجی وارد شده و تولید ماهی ترانس ­ژن می­ کند.
• روش بسیار مناسبی در برخی گونه ­های ماهی است که تخم ­های آن­ها برای تزریق میکروسکوپی بسیار کوچکند.
• مشکل آن ارزیابی کمیت واقعی ژن بیگانه یا خارجی است که به سلول­ ها وارد می­گردد و سبب مرگ و میر نسبتا بالا می­گردد.

۳- انتقال اسپرم واسط

• در این روش اسپرم را در معرض غلظت بالایی از قطعه ژن مورد نظر قرار می­دهند. هر چه سلامت و درصد تحرک اسپرم­ ها بیشتر باشد میزان موفقیت در این روش بیشتر خواهد بود. فوائد آن بیشتر در پرندگان است اما در ماهی و پستانداران هنوز جای بررسی دارد.

زمان انتقال:

روش های اطمینان از صحت انتقال ژن به درون میزبان

۱- ساترن بلات: اطمینان از صحت ورود ژن درسطح DNA

۲- نورترن بلات: شناسایی ورود ژن مورد نظر از طریق ردیابی mRNA

۳- وسترن بلات: شناسایی پروتئین ژن مورد نظر از طریق SDS-Page

۴- انجام PCR: پیدا نمودن توالی از طریق توالی ­یابی

مشکلات و موانع انتقال ژن به ماهی:

۱- لایه کوریونی تخم آن­ها ضخیم و چند لایه است و تزریق میکروسکوپی در آن­ها مشکل است و بایستی تزریق از راه دهانه میکروپیلی تخم صورت پذیرد.

۲- تخم ماهی پر زرده است و ممکن است ژن ­ها قبل از رسیدن به ژنوم هضم شوند که برای تولید انبوه مناسب نیست چون برای تک تک تخم ­ها باید تزریق انجام شود.

ماهیان ترانس ژن شده با ژن هورمون رشد

خلاصه ای از بیان نمونه ­ای از انتقال ژن رشد:

۱- نمونه برداری: جداسازی غده هیپوفیز از فیل ­ماهی بالغ و نگهداری در نیتروژن مایع  برای استخراج  RNA

۲- استخراج RNA: استخراج RNA  از بافت هیپوفیز بوسیله BIOZOL صورت می­ گیرد. کمیت و کیفیت RNA استخراجی بوسیله اسپکتروفتومتر سنجیده می­ شود.

۳- سنتز cDNA: سنتز cDNA رشته دوم با استفاده از پرایمرهایی اختصاصی انجام می ­شود.

۴- کلونینگ

۵- بیان ژن بالغ هورمون رشد فیل ماهی در باکتری Ecoli DE3

ماهیان ترانس ژن شده با ژن هورمون رشد: پس از شروع تغذیه فعال در یک بازه زمانی برابر حدود % ۲۱ وزن و % ۱۲ طول بیشتری نسبت به ماهیان آزاد کوهو معمولی داشتند و با مصرف غذایی با % ۸ پروتئین کمتر، ضریب تدبیل غذایی حدود % ۱۰ بیشتر نسبت به ماهیان معمولی داشتند

خصوصیات شیمیایی بدن ماهیان ترانس ژن شده با ژن هورمون رشد:

• افزایش پروتئین لاشه
• کاهش چربی
• کاهش رطوبت
• – آنالیز اسید آمینه لاشه ماهیان ترانس ژن نشان داد این ماهیان دارای سطوح بالایی از اسید آمینه ­های aspartic acid, cysteine, glutamic acid, histidine, lysine, threonineدر مقایسه با ماهیان طبیعی می­باشند.

بررسی­ ها نشان می ­دهد ماهیان ترانس ژن تفاوت ­های فیزیولوژیکی بسیاری بسته به نوع ژن انتقال داده شده در مقایسه با ماهیان طبیعی دارند

جهت مطالعه مقاله “زیست فناوری در آبزی پروری” بر روی لینک زیر کلیک نمایید.

زیست فناوری در آبزی پروری