دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک

امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف ...

پیشرفت های اخیر در فناوری DNA نوترکیب و انتقال جنین، دستکاری و انتقال ژن های ویژه، در مراکز تحقیقاتی به امر عادی تبدیل شده است. استفاده از حیوانات تراریخته برای تولید غذا و محصولات دارویی سبب پیشرفت های سریع در این زمینه شده است. با شناسایی محل، توالی و فعالیت ژنی که سبب بروز صفتی ویژه می شود، می توان با استخراج، تکثیر و انتقال آن به موجودی از همان گونه با گونه ای دیگر، بافت های حیوان را برای تولید ترکیبات مورد نظر هدفمند کرد. از طریق استفاده از این روش می توان با حداقل هزینه، شیری تولید کرد که میزان پروتئین، چربی، لاکتوز و عناصر ایمینولوژیکی آن بیشتر باشد و همچنین از نظر مسایل اخلاقی مشکلی برای دام به وجود نیاورد. پس از دستکاری ژنتیکی و تولید حيوان تراریخته، یک نسل از حیوانات مذکور تولید می شود که توانایی های اکتسابی خود را می توانند به نتاجشان منتقل نمایند. با استفاده از روش تولید حيوانات تراریخته هم در زمان و هم در هزینه صرفه جویی می شود. به کارگیری روش های اصلاح نژادی نوین مانند فناوری تولید حیوانات تراریخته گامی برای تولید بهینه در دامپروری امروز است. کلمات کلیدی: حيوان تراریخته، شیر، DNA نوترکیب، مهندسی ژنتیک مقدمه مباحث بیوتکنولوژی زمانی مطرح شد که دانشمندان توانستند در سال ۱۹۸۲ از طریق باکتری، انسولین را بسازند. تلاش های اولیه در این زمینه که منجر به این پدیده شد از سال ۱۹۷۰ مطرح شده بود. برای این منظور دانشمندان روش هایی برای ساخت ناقل های باکتریایی که دارای DNA نوترکیب بودند و می توانستند به سلول های میزبان وارد شوند را تهیه و تنظیم کردند.

دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک

امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف میرسد بلکه چندین نوع فرآورده از آن به دست می آید. در آینده، متخصصین تغذیه توانایی ساختن اجزای غذاها در سطح وسیع در گیاهان یا حیوانات را خواهند داشت. از این رو چنانچه این فناوری در حال پیشرفت است نیاز به کارشناسانی خواهد بود که به شناسایی اجزای مفید شیر و مواد مغذی در آن بپردازند. مدل سازی ساختارهای پروتئینی با کامپیوتر به سرعت در حال پیشرفت است و به طور گسترده در تکامل داروها کاربرد دارد. در عمل، تغییراتی که در ساختار پروتئین در غذا به وجود می آید راحت تر از تغییراتی است که در ساخت داروها اعمال می شود. جداسازی ترکیبات و ساختارهای تشکیل دهنده پروتئین های غذا نیز راحت تر از شناسایی ساختار داروها به نظر می رسد؛ زیرا در داروها باید به جزئیات مربوط به ساختار مولکولی هم توجه داشت. تنظیم بیان ژنهای مربوط به پروتئین های شیر فرایند پیچیده ای است که با هورمون های استروییدی و پپتیدی در ارتباط است.

ویژگی های ژن های پروتئین های شیر

ویژگی خاص شیر در این است که پروتئین های به خصوصی در آن وجود دارد که در هیچ جای دیگر از بدن ممکن است یافت نشود و یا اگر در جای دیگر از بدن تولید شود مقدار آن بسیار اندک است. این ویژگی اختصاصی مربوط به ژن های تولید کننده ی پروتئین است که فقط در سلول های پستانی وجود دارد و سبب تجمع این پروتئین ها در شیر می شود، البته غلظت این پروتئین ها در گونه های مختلف متفاوت است. ویژگی بیان شده به وسیله ی موقعیت های بالا دست و پایین دست و درونی ژن های مسئول پروتئین شیر کنترل می شود که تحقیقات زیادی آن را به اثبات رسانده اند. ویژگی جالب این است که همسانی خاصی در موقعیت 5 و 3 توالی ژن هایی که پروتئن شیر را بیان می کنند وجود دارد. برای مثال توالی اسید آمینهی مربوط به پپتیدهای پیشرو که در ساخت پروتئین کازئین دخالت دارند در گونه های مختلف به شدت محافظت می شود و همسانی شایان توجه بین آنها وجود دارد. کازئین یکی از پروتئین های شیر است که ۸۰ درصد پروتین شیر را به خود اختصاص داده است از این رو به خاطر ارزش تغذیه ای آن توجه ویژه به این جزء از شیر می شود. تقریبا همسانی بین گونه ای برای این اسید آمینه ۱۰۰ درصد است. البته تا حدی ممکن است در سطح نوکلئوتیدی بین آنها اختلاف وجود داشته باشد که این اختلاف عموما به خاطر جهش های خاموشی است که اتفاق می افتد. محل قرارگیری ژن های مسئول کازئین شیر در تمام گونه هابر کروموزوم شماره ی ۶ قرار گرفته است. در بررسی هایی که بر توالی های ژنهای مسئول تولید کازئین شیر گاو و موش انجام شد مشخص شد که این ژن در دو گونه دارای تولی های مشترکی است می باشد .

لاكتوز

عدم تحمل به لاکتوز که شمار زیادی از مردم در جهان به آن مبتلا هستند به علت عدم وجود آنزیم بتاگالاکتوسیداز است. این نقص را می توان با بیرون کردن – آلفالاكتو آلبومین از شیر و یا با وارد کردن آنزیم بتاگالاکتوسیداز به شير خارج کردن درمان کرد. مشکلی که در اثر خارج کردن آلفالاكتو آلبومین ممکن است بوجود آید این است که برخلاف بتا۔ لاکتو گلوبولین و استیل COA کربوکسیلاز، آلفاالاكتو آلبومین برای تشکیل اجزای شیر نیاز است. زیرا | آلفا لاكتو آلبومین یک زیر واحد از لاکتوزسنتتاز است که در ساخت لاکتوز دخالت دارد. برای این که شیر را به محصولی تبدیل کرد که قابل استفاده برای همه باشد لازم است تا لاکتوز آن را به حداقل رساند، زیرا چنانچه اشاره شد مشکل افرادی که به خوردن شیر حساس هستند این است که توانایی تجزیه و هضم لاکتوز را ندارند. به منظور راههای گوناگون وجود دارد که در یک روش یک کدون متوقف کننده ی نابالغ ممکن است به درون ژن آلفا-لاکتو آلبومین وارد شود و سبب بی نتیجه شدن ژن تولیدی از طریق جهش ژن نقطه ای در ژنوم یوکاریوتی شود. راه دیگر از طریق توالی های ضد تشخیص که با توالی های پیشرو باند می شود است محصول قابل نسخه برداری از توالی ضدتشخیص از ژن آلفا-لاکتوآلبومین یک mRNA است که مکمل mRNA در آلفا-لاکتو آلبومین درون زادی است که سبب بلوکه شدن ترجمه ی آالفا-لاکتو آلبومین درون زادی می شود (۸). تولید آنتیبادی در شیر امکان بهبود سلامتی انسان و دام از طریق اصلاح ترکیبات شیر وجود دارد. همان طور که می دانیم شیر ترکیبی است که دارای آنتی بادی هایی مثل ایمونوگلوبولین M و ایمونوگلوبولین GI و II در خود است. وجود عناصر پاتوژنیک در شیر و سایر غذاها در ادامه زندگی، برای دام ها می تواند مضر باشد، اما با به وجود آوردن حیوانات ترانس ژنیک به راحتی می توان بر این مشکل چیره شد. یک کد ژنتیکی مشخص از آنتی بادی ها برای مقابله با آنتی ژن ها وجود دارد که به وسیله یک آغازگر ویژه کنترل می شود. IgG یکی از ترکیبات آنتی بادی در شیر است که خود در ساخت آنتی بادی های دیگر مانند آنتی بادی آنتی فسفریل کولین نقش دارد. با توجه به این نقش کلیدی پژوهشگران توانستند بخشی از آنتی بادی IgG که در ساخت آنتی فسفریل کولین دخالت دارد را در اشرشیاکلی بسازند. آنها به این نتیجه رسیدند که این قسمت از IgG به آنتی ژنی ویژه در اشرشیاکلی پیوند می یابد و به این طریق آنتی بادی آنتی فسفریل کولین را می سازد؛ بنابراین به این طریق می توان با وارد کردن کد ژنی خاص که تحت کنترل آغازگرهای اختصاصی غده های پستانی به وجود می آید آنتی بادی های منحصر به فردی در غده های پستانی تولید کرد. همچنین تولید آنتی بادی هایی در برابر پاتوژن های درونی مثل سالمونلا ، ليستريا و غیره قابل تولید است’

تولید پروتئین های شیر انسانی

ترکیب شیر انسان به طور معنی داری با ترکیب شیر گاو متفاوت است. پروتئین شیر انسان در مقایسه با شیر گاو کمتر و در حدود ۹۰ درصد است. پروتین آب پنیر بیشترین حجم پروتئین آن را تشکیل میدهد و کازئین، بیشترین پروتئین تشکیل دهنده آن است. با ایجاد گاوهایی که ژن های مسئول غده های پستانی آنها برای تولید ترکیبات ویژه هدفمند شده اند می توان شیری در دام تولید کرد که به ترکیبات شیر انسان مشابه باشد و به این طریق شیر تولیدی را به عنوان جایگزینی برای شیر انسانی جهت تغذیه یا غنی سازی فرمول غذایی شیرخواران مورد استفاده قرار داد.پروتئین آب پنیر غلیظ شده و محصولات آب پنیر اصلاح شده به عنوان اجزای اصلی در تهیه فرمول غذایی شیر خواران هستند. از این رو، یک راهبرد مشابهی برای کازئین شیر گاو می تواند به کار گرفته شود تا بهتر بتوان از آب پنیر استفاده کرد. برای مثال می توان از طریق افزایش آلفا- لاکتو آلبومین یا لاکتوفرین این کار را انجام داد. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی شیر تا حد بسیار زیادی به تغییرات کازئین در آن بستگی دارد، به طوری که تولید کازئین یکی از اهداف اولیه بهبود ترکیبات شیر است. تولید موشهای ترانس ژنیک که تغییرات قابل توجهی در ترکیبات شیر خود داشتند مقدمه ای برای شروع کار با حیوانات مزرعه ای شد، اما همزمان عوارض جانبی ناخواسته و نامطلوبی در این موش ها به وجود آمد که سبب شد تا دانشمندان بتوانند از راهکارهای جدیدتر و بهتر برای به وجود آوردن حیوانات ترانسژنیک بهره مند شوند گیرند .

اینده

چنانچه بیان شد برای افزایش تولید شیر و میزان ترکیبات شیر می توان از حیوانات ترانس ژنیک استفاده کرد. به هر حال در آینده نیاز به داشتن اطلاعات در دو سطح است، یکی در سطح ژن و دیگری فراهم آوردن فناوری به کارگیری بیان ژن در حیوانات اهلی که تاثیر بسیار قابل توجهی در بیوتکنولوژی و صنایع وابسته مانند کشاورزی، فرآوری تولیدات و تغذیه دارد. مهندسی ژنتیک برای به وجود آوردن حیوانات اصلاح شده در صنعت تولید شیر و صنعت دامپروری بارها از زمانی که برای اولین در سال ۱۹۸۲ مطرح شد دچار فراز و نشیب های فراوانی شد. مفهوم استفاده از مهندسی ژنتیک، به معنی تغییر ترکیبات شیر، در موش های ترانس ژنیک مورد آزمایش قرار گرفت. موش های ترانس ژنیک به وجود آمده در ویژگیهای فرآوری شیر، فعالیت ضد میکروبی و سطح لاکتوز شیر به طور معنی داری دچار تغییر شدند . همچنین گاوهای ترانس ژنیکی که به دلیل داشتن آنزیم باکتریایی لیزوستافین در برابر ورم پستان مقاوم بودند نیز از دستاوردهای این علم می باشد .

همچنین بخوانیم:

شیر بز

نتیجه گیری

هدف دامپروی از ابتدا تا امروز برآورده کردن نیازهای انسان بوده است، از این رو پژوهشگران این صنعت در پی یافتن راهکاری جهت افزایش سودآوری برای پرورش دهندگان هستند. با توجه به پیشرفت های علم بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک و ورود این دانش به عرصه ی دامپروری نگاه پرورش دهندگان به سوی اقتصادی تر کردن دامپروری و کاهش هزینه ها و بهره وری در واحد سطح سوق یافته است. این علم با دستکاری ژن های مربوط به ترکیبات خاص در شیر توانسته است دامهایی تولید کنند که می توانند ترکیبات دارویی مانند لاکتوفرین که در سیستم ایمنی و از بین بردن باکتری ها نقش بسیار اساسی دارند را افزایش دهد و برای بهره وری بهتر از صنعت دامپروری، استفاده ی مطلوب تر بهینه در واحد سطح و کاهش هزینه ها گام بردارد. امید است تا با توجه بیشتر به این مقوله زمینه سلامت هرچه بیشتر جامعه را فراهم آوریم.

 

نشریه علمی دانشجویی رویان شماره ۱۹
زهرا بلوکی | دانشجوی دکتری فیزیولوژی تولید مثل، : بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی،
دانشگاه تبریز و شیراز
حسین واثقی دودران | دانشجوی دکتری فیزیولوژی تولید مثل، بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز و شیراز

با ما همراه باشید: دامیار ۲۴

نویسنده: زهرا بلوکی و حسین واثقی دودران 

لینک کوتاه: zaya.io/cow6

باعث افتخار است که همراهی چون شما داریم. امیدواریم بتوانیم اندکی در پیشرفتتان سهیم باشیم.
با تشکر دامیار ۲۴

ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …ترکیبات شیر، دستکاری در ترکیبات شیر با مهندسی ژنتیک، مهندسی ژنتیک گاو و گوساله امروزه شیر به بسیاری از فراورده ها که جزء منابع اصلی غذایی می باشند تبدیل شده است و نه تنها در شکل طبیعی آن به مصرف …

اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در print
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 Comments
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments

برچسب های پست

بیشتر بخوانیم

بیشتر بخوانیم

چه خبر؟

چه خبر؟

اخبار حوزه دامپروری و کشاورزی، ارز دولتی، نهاده‌های دامی، همتی، واردات نهاده های دامی

کمبود ارز برای نهاده‌های دامی در سایه غفلت همتی

در حالی‌که میلیون‌ها تن نهاده دامی در بنادر انبار شده اما بانک مرکزی به دلیل عدم تخصیص ارز از هفته‌های پایانی اسفند تا اوایل اردیبهشت امسال از ورود کالاهای اساسی به کشور جلوگیری کرده و بر گرانی ها دامن زده است.

مصرف گوشت ۵۰درصد کاهش یافت

مصرف گوشت ۵۰درصد کاهش یافت

رییس شورای تامین کنندگان دام کشور گفت: با کاهش تقاضا از سوی پر مصرف‌ها، میزان مصرف گوشت قرمز نسبت به مدت مشابه سال قبل ۵۰درصد کاهش یافته است.

تماس با ما

آگهی خاصی را میخواهید ثبت کنید؟ در هنگام مرور صفحات متوجه مشکل خاصی شدید؟ انتقاد یا پیشنهادی دارید؟

از طریق فرم مقایل با ما در میان بگذارید.

منتظر شنیدن صدای شما هستیم.