برای اولین بار، یک میمون رزوس شبیه سازی شده (ماکاکا مولاتا) تا بزرگسالی زندگی کرد – تا کنون بیش از دو سال زنده مانده است.
شاهکاری که امروز در ارتباطات طبیعت، اولین شبیه سازی موفق گونه را نشان می دهد. این با استفاده از یک رویکرد کمی متفاوت با روش معمولی مورد استفاده برای شبیه سازی دالی گوسفند و سایر پستانداران، از جمله ماکاک های دم دراز به دست آمد.Macaca fascicularis، اولین پستاندارانی که شبیه سازی شدند.
با جایگزینی جفت جنین شبیه سازی شده با جفت جنین تولید شده توسط یک که در آزمایشگاهی در روش لقاح، دانشمندان نقص‌های رشدی را کاهش داده‌اند که می‌تواند از بقای جنین جلوگیری کند در حالی که از جنین‌ها و مادران جایگزین کمتری استفاده می‌کنند. این تکنیک جدید می‌تواند فرصت‌هایی را برای استفاده از پستانداران شبیه‌سازی شده در آزمایش‌های دارویی و تحقیقات رفتاری باز کند.
مومینگ پو، مدیر موسسه علوم اعصاب در آکادمی علوم چین در شانگهای گفت: ما می‌توانیم تعداد زیادی میمون از نظر ژنتیکی مشابه تولید کنیم که می‌توانند برای آزمایش‌های اثربخشی دارو مورد استفاده قرار گیرند.
نرخ بقای پایین
تکنیک شبیه‌سازی استاندارد که به عنوان انتقال هسته‌ای سلول سوماتیک (SCNT) شناخته می‌شود – که در آن هسته سلول بدن به سلول تخمکی که هسته آن برداشته شده است منتقل می‌شود – معمولاً منجر به تولد و نرخ بقای بسیار پایین برای جنین‌های شبیه‌سازی شده می‌شود.
موفقیت در پستانداران به ویژه محدود بوده است.
زمانی که محققان ماکاک های دم دراز شبیه سازی شده در سال 2018، آنها 109 جنین شبیه سازی شده ایجاد کردند و تقریباً سه چهارم آنها را در 21 میمون جانشین کاشتند که منجر به 6 باردار شدن شد. تنها دو میمون از تولد جان سالم به در بردند.
در سال 2022، محققان یک میمون رزوس را با استفاده از SCNT شبیه سازی کردند، اما این حیوان کمتر از 12 ساعت زنده ماند.
محققان آکادمی علوم چین در شانگهای برای بررسی مشکلاتی که ممکن است در فرآیند شبیه سازی رخ دهد، 484 جنین SCNT رزوس را با 499 جنین تولید شده از طریق تزریق مستقیم اسپرم به تخمک مقایسه کردند، روشی که به نام تزریق اسپرم داخل سیتوپلاسمی (ICSI) شناخته می شود. این دو نوع جنین قبل از اینکه در جانشینان کاشته شوند، مراحل رشد مشابهی را پشت سر گذاشتند. اما تنها 35 جنین SCNT در مقایسه با 74 جنین ICSI با موفقیت کاشته شدند و تعداد کمتری از جنین های SCNT تا پایان عمر زنده ماندند.
محققان مجموعه‌ای از تجزیه و تحلیل‌های DNA جنین‌های SCNT را انجام دادند و تفاوت‌های قابل‌توجهی در الگوهای تغییرات اپی ژنتیکی – تغییرات ساختاری که بر فعالیت ژن‌ها بدون تغییر توالی DNA تأثیر می‌گذارند – در طول تکامل یافتند. این شامل کاهش متیلاسیون DNA است، فرآیندی که بر سطح بیان ژن تأثیر می گذارد. اگر متیلاسیون متفاوتی دارید [patterns]Pu توضیح می‌دهد که بیان ژن در طول رشد متفاوت است. به همین دلیل است که جنین شبیه سازی شده به خوبی رشد نمی کند.
محققان همچنین دریافتند که ژن هایی که به طور معمول بین ژنوم مادر و پدر به طور متفاوت بیان می شوند، الگوهای متمایز خود را در جنین های شبیه سازی شده، به ویژه در سلول های جفت، از دست دادند. علاوه بر این، جفت‌هایی که برای جنین‌های SCNT ایجاد شده‌اند، ضخیم‌تر از حد طبیعی به نظر می‌رسند و دارای نقص‌هایی هستند.
برای رفع این مشکل، محققان تکنیکی را توسعه دادند که شامل جایگزینی تروفوبلاست SCNT – لایه بیرونی سلول ها در جنین در حال رشد است که بعداً قسمت عمده جفت را تشکیل می دهد – با تروفوبلاست های جنین های ICSI. ژن لیو، یکی از نویسندگان این مطالعه، متخصص علوم اعصاب در آکادمی علوم چین، می گوید: این بدان معناست که جنین ها یک “جفت طبیعی” ایجاد کرده اند، اما جنین هنوز یک جنین شبیه سازی شده است.
یک کلون سالم
با استفاده از این رویکرد، محققان 113 جنین میمون رزوس شبیه سازی شده را ایجاد کردند و 11 مورد از آنها را در هفت جانشین کاشتند که منجر به دو بارداری شد.
یکی از جانشینان باردار یک میمون رزوس نر سالم به نام ReTro را به دنیا آورد که بیش از دو سال زنده ماند. (جایگزین دیگر دوقلو به دنیا آورد که در روز 106 بارداری مردند.)
محققان نشان دادند که ادغام جایگزینی تروفوبلاست در کلون های SCNT باعث کاهش نقایص متیلاسیون جفت و DNA می شود. لوئیس مونتولیو، متخصص ژنتیک در مرکز ملی بیوتکنولوژی اسپانیا در مادرید، در بیانیه‌ای به مرکز رسانه‌های علمی بریتانیا در لندن گفت: «بازده فرآیند مشابه، حتی پایین‌تر از SCNT است». وی افزود: «موفق شدن با این آزمایش‌ها، با چنین کارایی کم، بسیار دشوار است».
از زمانی که شش سال پیش اولین نخستی با استفاده از SCNT شبیه‌سازی شد، دانشمندان از میمون‌های شبیه‌سازی شده برای مدل‌سازی بیماری‌هایی مانند افسردگی و اضطراب و ارزیابی اثربخشی و ایمنی داروها، از جمله داروهای ضد افسردگی، استفاده کردند.
Pugh می گوید: «ما اکنون شروع استفاده از این میمون های شبیه سازی شده را می بینیم. ما می‌خواهیم تا حد امکان از حیوانات کمتری برای نشان دادن اثربخشی دارو استفاده کنیم، بدون دخالت زمینه ژنتیکی.» اما او می‌افزاید که روند ساخت کلون‌ها همچنان شامل تعداد زیادی جانشین است. او می‌گوید حتی با وجود آخرین پیشرفت‌ها، «ما کارایی شبیه‌سازی را حل نکرده‌ایم».
این مقاله با اجازه تکثیر شده است اولین بار منتشر شد در 16 ژانویه 2024
