سی سال از تولد دالی گوسفند، اولین پستاندار شبیهسازیشده، میگذرد. امروز شبیهسازی به ابزاری برای پژوهش، حفاظت از گونهها و ویرایش ژن تبدیل شده است. خلاصه مقاله: ۳۰ سال پیش، تولد گوسفند دالی، اولین پستاندار شبیهسازیشده، رویای کپیکردن حیوانات و حتی انسانها را در ذهن بسیاری زنده کرد، اما واقعیت علمی بسیار پیچیدهتر از این تصورات بود. روش اصلی شبیهسازی، انتقال هستهی سلولهای بدنی نام دارد که در آن، هستهی یک سلول بالغ به تخمکی که هستهاش خارج شده، منتقل میشود و پس از تقسیم سلولی، رویان در رحم مادر جانشین قرار میگیرد. شبیهسازی پستانداران هنوز هم ناکارآمد و پرهزینه است و چالش اصلی آن، برنامهریزی مجدد اپیژنتیک سلول بالغ برای بازگشت به حالت جنینی است که اغلب با شکست مواجه میشود. امروزه شبیهسازی به ابزاری برای پژوهش دربارهی بیماریها، تولید سلولهای بنیادی، و حفاظت از گونههای در خطر انقراض تبدیل شده است. تلاش برای بازگرداندن گونههای منقرضشده مانند ماموت، به جای شبیهسازی مستقیم، از طریق ویرایش ژنتیکی خویشاوندان زنده (مثل فیل آسیایی) با فناوری کریسپر دنبال میشود، اما نتیجه، نمونهای تقریبی خواهد بود. شبیهسازی انسان به دلیل نرخ بالای شکست، خطرات ایمنی برای مادر و جنین، و همچنین نگرانیهای اخلاقی عمیق دربارهی هویت و رضایت، در بسیاری از کشورها ممنوع یا به شدت محدود شده است. ۳۰ سال پیش، وقتی گوسفند دالی به عنوان اولین پستاندار شبیهسازیشدهی جهان به دنیا آمد، به یکی از مشهورترین حیوانات تاریخ علم تبدیل شد. تولد دالی، تجسم آیندهای پر از حیوانات خانگی شبیهسازیشده، انسانهای کلونشده و حتی بازگرداندن جانوران منقرضشدهای مثل ماموتهای پشمالو را به دنبال داشت. اما واقعیت شبیهسازی چیز دیگری از آب درآمد. شبیهسازی به زبان ساده شبیهسازیهای حیوانی اغلب با روشی به نام «انتقال هستهی سلولهای بدنی» انجام میشوند. در این روش، سلول غیرجنسی (یعنی نه اسپرم و نه تخمک) از بدن یک حیوان گرفته میشود و هستهی آن، که دیانای را در خود دارد، خارج میشود. در مورد دالی، این سلول از بافت پستان یک گوسفند گرفته شده بود. سپس تخمکی از تخمدان حیوان دیگری برداشته میشود و هستهی آن نیز خارج میشود. هستهی سلول اول با کمک یک پالس الکتریکی به درون تخمک تزریق میشود. وقتی تخمکِ ترکیبی شروع به رشد میکند، آن را به رحم حیوان جانشین (که نقش مادر را ایفا میکند) منتقل میکنند. حیوانی که درنهایت متولد میشود، از نظر دیانای با حیوانی که سلول اولیه از آن گرفته شده، تقریباً یکسان است. چرا شبیهسازی هنوز هم پس از چند دهه دشوار است؟ با وجود پیشرفتهای فناوری، شبیهسازی پستانداران هنوز هم رویهای ناکارآمد و کمبازده است. به ازای هر شبیهسازی موفق، تعداد زیادی از رویانهای بازسازیشده ممکن است رشد نکنند یا از بین بروند. برای نمونه، برای به دنیا آمدن دالی، ۲۷۷ بار تلاش ناموفق انجام شد. شبیهسازی هنوز هم به تجهیزات تخصصی، سلولهای اهدایی، تخمک و بارداری جانشین نیاز دارد و همین موضوع آن را پرهزینه و دشوار میکند. چالش اصلی، کپیکردن دیانای نیست. ژنها تنها بخشی از آن چیزی هستند که موجود زنده را منحصربهفرد میکند. محیط، فرایند رشد و تجربیات زندگی نیز بر شکلگیری و رفتار جانور تأثیر میگذارند. همانطور که ساتنا دوشیانتِن، مدرس علوم سرطان و سلامت دیجیتال در دانشگاه ملبورن، توضیح میدهد، بخش دشوار کار این است که یک سلول بالغ و تمایز یافته، مانند سلول پستان، باید «تمایززدایی» شود؛ یعنی تمام نشانگرهای ژنتیکی و اپیژنتیکی که آن را به سلولی تخصصی تبدیل کردهاند، بازنشانی شده و سلول به حالت جنینی و پرتوان اولیهاش بازگردد. به این فرایند، «برنامهریزی مجدد اپیژنتیک» میگویند. سلول تخمک باید دستورالعملهای شیمیایی را که تعیین میکنند کدام ژنها روشن یا خاموش شوند، بازنشانی کند. این بازنشانی اغلب ناقص است و به همین دلیل بسیاری از رویانهای شبیهسازیشده، رشد طبیعی ندارند. با وجود محدودیتها، تحقیقات در زمینهی شبیهسازی به پیشرفت بزرگ دیگری هم انجامید. دانشمندان کشف کردند که میتوانند سلولهای بالغ را به «سلولهای بنیادی پرتوان القایی» تبدیل کنند. این سلولهای بالغ، رفتارشان مانند سلولهای بنیادی جنینی است، اما برای ساختن موجود زندهی کامل به کار نمیروند. در عوض، میتوان آنها را به انواع مختلف سلول تبدیل کرد. سلولهای بنیادی پرتوان القایی در زمینه مدلسازی بیماری و کشف دارو، امکان ساخت مدلهای سلولی اختصاصی هر بیمار را فراهم میکنند تا مکانیسمهای بیماریهای ژنتیکی، عصبی و حتی روانپزشکی مطالعه شده و داروهای جدید روی آنها آزمایش شوند. در پزشکی بازساختی و سلولدرمانی نیز، این سلولها به انواع سلولهای مورد نیاز برای ترمیم بافتهای آسیبدیده تبدیل میشوند و کارآزماییهای بالینی متعددی برای درمان بیماریهایی مثل پارکینسون، نارسایی قلبی و دیابت با استفاده از آنها درحال انجام است. کاربرد دیگر سلولهای مذکور در تولید ارگانوئیدها یا ساختارهای سهبعدی ریز است که عملکرد یک عضو را تقلید میکنند و برای بررسی پیشرفت بیماری و تأثیر داروها در محیطی شبیهبهبدن، ابزارهای بسیار ارزشمندی هستند. کاربردهای امروز شبیهسازی در صنعت دامپروری گاهی از شبیهسازی برای تکثیر حیواناتی استفاده میکنند که ویژگیهای ارزشمندی مانند ژنتیک قوی، بهرهوری بالا یا مقاومت در برابر بیماری دارند. بااینحال، شبیهسازی جایگزین روشهای سنتی اصلاحنژاد نشده است. بلکه به پرورشدهندگان این امکان را میدهد که حیوانات مطلوب را دقیقاً همانگونه که هستند، بازتولید کنند. در استرالیا، هماکنون امکان شبیهسازی اسب وجود دارد و چندین اسب شبیهسازیشده در مسابقات سوارکاری جهان شرکت کردهاند. کشورهایی مثل چین و ایالات متحده، خدمات شبیهسازی تجاری سگ و گربه را ارائه میدهند. به عنوان مثال، باربارا
زومیت
زومیتزومیت