50 سال از زمانی که برای اولین بار یک DNA مصنوعی بازسازی شد می گذرد و امروزه با گذشت نیم قرن از این رویداد علمی بسیار مهم در شرایطی که به نظر می رسد کریج ونتر تبدیل به سمبل این عرصه تحقیقاتی شده بیولوژی خود را آماده ارائه مفهوم جدیدی از حیات می کند.
به گزارش خبرگزاری مهر، اولین DNA مصنوعی را "آرتور کورنبرگ" برنده جایزه نوبل پزشکی 50 سال قبل ایجاد کرد. از آن زمان تاکنون راه طولانی در این عرصه طی شده است و امروزه روش تولید DNA مصنوعی را رایانه ها برای تجزیه های ژنتیکی انجام می دهند.
DNA ترکیبی کورنبرگ که در سال 1957 ایجاد شد و دو سال بعد از انتشار نتایج تحقیقات آن منجر به دریافت جایزه نوبل پزشکی از سوی این دانشمند شد در زمان خود با مناظرات بسیاری از سوی جامعه علمی دنیا مواجه بود.
آرتور کورنبرگ (Arthur Kornberg) متولد مارس 1918، بیوشیمیست آمریکایی در سال 1959 به خاطر کشف "مکانیزمهای بیولوژی ترکیبی اسید درزوکسى ریبونوکلئیک (DNA) همراه با دکتر "سورو اوکوئا" (Dr. Severo Ochoa) از دانشگاه نیویورک برنده جایزه نوبل پزشکی شد.
راست: آرتور کورنبرگ - چپ: کریج ونتر
امروزه سمبل این عرصه تحقیقاتی "کریج ونتر" (Craig Venter) مختصص ژنتیک، پدر اولین کروموزم مصنوعی و پدر "توالی ژنوم انسان" است. در حقیقت وی یکی از معروفترین و بحث برانگیزترین دانشمندان دهه اخیر است.
این دانشمند در اکتبر گذشته اعلام کرد که با استفاده از بازسازی یک باکتری بسیار ساده با عنوان Mycoplasma genitalium به اولین کروموزم مصنوعی دست یافته است.
شرح کامل نتایج این تحقیق قرار است در شماره ابتدای سال 2008 یک مجله علمی بین المللی منتشر شود. این درحالی است که سال آینده جامعه علمی منتظر یک رویداد بزرگ دیگر است که پدیده تولید اولین سلول مصنوعی است که در هسته خود این کروموزم مصنوعی را دارد.
در حقیقت چند ماه قبل دانشمندان ایتالیایی مرکز انریکو فرمی دانشگاه رم که نتایج تحقیقات خود را در سومین دوره کنگره بین المللی "ترکیبات بیولوژی" در زوریخ سوئیس ارائه کرده اند، موفق شدند با استفاده از 37 آنزیم، لیپید و مولکولهای دیگر ترکیبات پروتئینهایی را بسازند که از میزان بالایی ژن "جی اف پی" (پروتئین فلورسانت سبز) برخوردارند و همانند سلولهای زنده طبیعی از خود علائم حیات نشان می دهند.
اکنون به نظر می رسد این سلول مصنوعی می تواند در هسته خود میزبان این کروموزم باشد.
در اینجا هنوز یک نکته باقی است: در حقیقت اولین کروموزم مصنوعی کپی یک ماده ژنتیکی است که در طبیعت وجود دارد، درحالی که از نظر تئوری ساخت میکرواروگانیسمهایی که شباهتی به هیچ یک از اشکال حیات روی زمین ندارند، امکانپذیر است.
در حقیقت تولید این میکروارگانیسمها می توانند کاربردهای ویژه ای داشته باشند و برای مثال در تولید سوخت و یا دارو مورد استفاده قرار گیرند.
این بدان معنی است که بیولوژی و ژنتیک خود را برای ایجاد یک تغییر بنیادی آماده می کنند. امروزه این قوانین هنوز در فاز "دست ساز" هستند و هنوز به طبیعت وابسته اند، اما در آینده ای نه چندان دور این قوانین می توانند تغییر کنند. به طوری که بیولوژی ترکیبی (مصنوعی) امکان بازنویسی رمزهای داخلی ژنتیکی را برای ایجاد ماشینهای متابولیکی تخصصی فراهم می کند.
در حال حاضر در لابراتوارهای بسیار پیشرفته، ترکیب کنندگان DNA به سرعت در این عرصه کار می کنند و اکنون توانایی تولید توالیهای طولانی مواد ژنتیکی را از پایه های شیمیایی حیات مثل قندها، ترکیبات بر پایه نیتروژن و فسفاتها به دست آورده اند.
این مواد که به "آجرهای زیستی" معروف هستند، می توانند همانند آجرهای کوچک ساختمانی برای دستیابی به ارگانیسمهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.
بی تردید، به گفته بسیاری از کارشناسان، ژنتیک و بیولوژی روی خط یک تغییر بنیادی قرار گرفته اند که می تواند مرزهای میان بیولوژی و فراورده های مصنوعی را در هم نوردد و به مفهوم حیات از نو بنگرد.
تحقيقات نشان ميدهد سلولهاي اسپرم توسط سيستم ايمني بدن موجود ماده، قابل تشخيص نيست. اين ويژگي به شناخت چگونگي گسترش بيماريهايي مانند سرطان وايدز در بدن كمك ميكند.
به گزارش بيبيسي، محققان انگليسي مولكولهايي را بر سطح اسپرم انسان شناسايي كردهاند كه آنها را از خطر حمله سيستم ايمني موجود ماده حفظ ميكند.
به گفته متخصصان، به نظر ميرسد مكانيسمهاي زيادي در اين فرآيند دخالت داشته باشند. يافتههاي محققان نشان ميدهد مولكولهاي قندي خاصي بر سطح اسپرم قرار دارند كه مسوول اين گريز از پاسخ دستگاه ايمني بدن هستند.
به گزارش بيبيسي، محققان انگليسي مولكولهايي را بر سطح اسپرم انسان شناسايي كردهاند كه آنها را از خطر حمله سيستم ايمني موجود ماده حفظ ميكند.
به گفته متخصصان، به نظر ميرسد مكانيسمهاي زيادي در اين فرآيند دخالت داشته باشند. يافتههاي محققان نشان ميدهد مولكولهاي قندي خاصي بر سطح اسپرم قرار دارند كه مسوول اين گريز از پاسخ دستگاه ايمني بدن هستند.
اين گليكو پروتئينها (مولكولهاي قندي پروتئيني) توسط سيستم ايمني بدن همه انسانها قابل تشخيصند.
محققان در تلاشند دريابند چگونه اين مولكولها سيستم ايمني را ميفريبند تا آنها را خودي فرض كرده و به آن حمله نكنند.
به گفته محققان، اگر سرطانهاي تهاجمي و عوامل بيماريزا از فرآيند مشابهي براي فريب دستگاه ايمني استفاده كنند بايد تحقيقات بيشتري براي شناخت چگونگي اين مكانيسمها صورت گيرد.
دستيابي به اطلاعات مفيد درباره نحوه عملكرد اين ماركرهاي ملكولي در سطح بيولوژيك و شيميايي به يافتن روشهاي جديد براي درمان و پيشگيري از بيماريها كمك خواهد كرد.
بدن انسان خلقت شگفتي دارد و هر لحظه بسياري از فرآيندهاي بيولوژيک مانند هضم ، تنفس ، متابوليسم و دفع باکتري هاي مهاجم در آن اتفاق مي افتد.
نواحي و سيستم هاي متفاوتي در بدن با هم کار مي کنند تا حالت تعادل در آن ايجاد شود. براي مثال ميزان قن دخون بايد مناسب باشد و الکتروليت ها هم بايد در مقادير کافي وجود داشته باشند تا بدن به بهترين سطح عملکرد خود برسد؛ اما بدن چطور به اين ترتيب عمل مي کند يا چرا بايد برخي اندام ها يکي و بعضي ديگر بيش از آن باشند؟ آيا هرگز به اين فکر افتاده ايد که بهتر است دو قلب داشته باشيد، همان گونه که دو ريه در بدن ما با هم عمل مي کنند؟
اندام هاي حياتي مانند ريه ها، قلب ، پانکراس ، مغز و کبد نه فقط براي ادامه زندگي ارزش ويژه دارند بلکه براي عملکرد يکديگر نيز از ارزش حياتي برخوردارند. براي مثال ، ريه ها اکسيژن مي گيرند و دي اکسيد کربن را که از مواد زائد بدن است خارج مي کنند. شش ها اکسيژن را به قلب منتقل مي کنند و اين عضو آن را به خون مي رساند و سپس اکسيژن با جريان خون در سراسر بدن به همه اعضا مي رسد. خون حامل دي اکسيدکربن زائد به قلب بازمي گردد که آن را براي دفع به ريه ها ارسال مي کند. اين سيستم شگفت و زيبا منحصر به انسان نيست.
سيستم هاي اندامي مشاهده شده در اکثر حيوانات شامل يک قلب و دو ريه است ، به استثناي کرم هاي خاکي و سفالوپودها (از طبقه بي مهرگان) که گروه اول پنج ساختار شيه قلب و گروه دوم سه قلب دارند و فاقد ريه هستند. شکل گيري سيستم يک قلب و دو ريه حدود 300 ميليون سال پيش آغاز شد؛ زماني که حيوانات براي اولين بار از دريا به خشکي حرکت کردند و منابع غذايي جديد يافتند. از آن زمان به بعد اين امر به صورت عادي درآمده است ، اما تغييرات فوق همان جا متوقف شد و ادامه نيافت.
در واقع همه حيوانات داراي سيستمي عضوي شامل دو ريه و يک قلب (همراه با ساير اعضا) شدند؛ چون براي بقا و توليدمثل به چنين سيستمي نياز داشتند.
نواحي و سيستم هاي متفاوتي در بدن با هم کار مي کنند تا حالت تعادل در آن ايجاد شود. براي مثال ميزان قن دخون بايد مناسب باشد و الکتروليت ها هم بايد در مقادير کافي وجود داشته باشند تا بدن به بهترين سطح عملکرد خود برسد؛ اما بدن چطور به اين ترتيب عمل مي کند يا چرا بايد برخي اندام ها يکي و بعضي ديگر بيش از آن باشند؟ آيا هرگز به اين فکر افتاده ايد که بهتر است دو قلب داشته باشيد، همان گونه که دو ريه در بدن ما با هم عمل مي کنند؟
اندام هاي حياتي مانند ريه ها، قلب ، پانکراس ، مغز و کبد نه فقط براي ادامه زندگي ارزش ويژه دارند بلکه براي عملکرد يکديگر نيز از ارزش حياتي برخوردارند. براي مثال ، ريه ها اکسيژن مي گيرند و دي اکسيد کربن را که از مواد زائد بدن است خارج مي کنند. شش ها اکسيژن را به قلب منتقل مي کنند و اين عضو آن را به خون مي رساند و سپس اکسيژن با جريان خون در سراسر بدن به همه اعضا مي رسد. خون حامل دي اکسيدکربن زائد به قلب بازمي گردد که آن را براي دفع به ريه ها ارسال مي کند. اين سيستم شگفت و زيبا منحصر به انسان نيست.
سيستم هاي اندامي مشاهده شده در اکثر حيوانات شامل يک قلب و دو ريه است ، به استثناي کرم هاي خاکي و سفالوپودها (از طبقه بي مهرگان) که گروه اول پنج ساختار شيه قلب و گروه دوم سه قلب دارند و فاقد ريه هستند. شکل گيري سيستم يک قلب و دو ريه حدود 300 ميليون سال پيش آغاز شد؛ زماني که حيوانات براي اولين بار از دريا به خشکي حرکت کردند و منابع غذايي جديد يافتند. از آن زمان به بعد اين امر به صورت عادي درآمده است ، اما تغييرات فوق همان جا متوقف شد و ادامه نيافت.
در واقع همه حيوانات داراي سيستمي عضوي شامل دو ريه و يک قلب (همراه با ساير اعضا) شدند؛ چون براي بقا و توليدمثل به چنين سيستمي نياز داشتند.
اما انسان ها داراي دو قلب يا هشت پا نشدند؛ زيرا براي ادامه حيات به آن نيازي پيدا نکردند.فيلوژني علم مطالعه چگونگي تکامل شرايط انسان ها و حيوانات است. با تکامل حيوانات بر گونه هاي متفاوتي همچون پرندگان ، حشرات و انسان ها، سيستم هاي اندامي آنها مشابه يکديگر باقي ماند.
براي مثال هنوز هم مسووليت هضم غذا در بدن به عهده عضوي به نام معده است ، ريه ها براي تنفس به کار مي روند و کليه ها مسوول تصفيه مواد دفعي بدن هستند همان گونه که از ابتدا چنين روندي وجود داشته است.
همه اينها نشان مي دهد که گونه هايي مانند انسان ، اختصاصا براي زندگي بر زمين طراحي شده و شکل گرفته اند.آيا اين بدان معني است که سيستم اعضاي داخلي بدن ما کامل است؟ دانشمندان از طريق مطالعه بيماري ها دريافته اند که داشتن يک ريه به جاي دو ريه براي سلامت بدن خطر جدي به همراه دارد اما درباره افزايش يک قلب ديگر، محققان دانشگاه اينديانا مي گويند، همين يک عضو به طور کامل مسووليتي را که برعهده دارد انجام مي دهد و وجود يک قلب اضافي تاثير بيشتري بر سلامت نخواهد داشت.
دستگاه بدن شما داراي عملکرد بالقوه اي است همان گونه که عضلات وقتي قرار باشد فراتر از ظرفيت طبيعي شان عمل کنند اين گونه خواهند بود. ما مي توانيم بدن خود را طوري ورزيده کنيم که در سطوح بالاتر عمل کند و اين همان کاري است که ورزشکاران انجام مي دهند.
از آنجا که قلب ، خون را به عضلات پمپ مي کند، در صورت وجود قلب دوم به تدريج عضلات قوي تر خواهند شد و به اين ترتيب ، بدن به داشتن قلب دوم عادت مي کند و قوي تر و تحمل پذيرتر خواهد شد.
اما براي مغز چنين اتفاقي نمي افتد. اين عضو به اندازه کافي خون دريافت مي کند و با ورود خون بيشتر به آن قادر نيست به عملکرد خود ادامه دهد.
جالب اين که وقتي ما در مرحله رشد جنيني هستيم ، واقعا دو قلب داريم.
قلب اوليه (پري مورديا) که به معني مرحله تکامل قلب است ، واقعا متشکل از دو قلب است که نهايتا درهم ادغام شده به صورت يک قلب چهار حفره اي درمي آيد. جنين شناسان مي گويند درباره چشم هم همين اتفاق مي افتد، به طوري که ما ابتدا يک پري موردياي چشم داريم که بالاخره از هم جدا و به دو چشم تبديل مي شود. به اين ترتيب اگر پري مودريا جدا نشود يک چشم در قسمت وسط تشکيل مي شود.
بنابراين به لحاظ تئوري اين احتمال وجود دارد که دو قلب داشته باشيم و اگر بدانيم چگونه از هر دو به طور کامل و موثر استفاده کنيم ، مي توانيم خودمان را به يک گونه فوق قوي تبديل کنيم ؛ اما آيا دخالت در روند تکامل خطرناک نيست؟
منبع : www.jamejamonline.ir
لينك مطلب | نوشته شده در پنجشنبه 29 آذر1386
ساعت 4:11 بعد از ظهر توسط
محمد علی کلانتری
|
در بعضی جاها همدیگر را تقویت میکنند. به موجی که به این شکل درست شده، موج ایستاده میگوییم چون شکل و وضعیت آن همیشه همینطور میماند؛ انگار که موج همینطوری در فضا ایستاده است.
