استفاده از «مدفوع حیوانات» برای نجات گونه‌های در معرض انقراض
برخی سلول‌ها در مدفوع هنوز زنده هستند و می‌توان از آن‌ها برای افزایش تنوع ژنتیکی در برخی گونه‌ها استفاده کرد.
فرادید| تبدیل مدفوع حیوانات به نسل‌های جدید، شبیه یک ترفند جادویی به نظر می‌رسد، اما اگر محققان در پروژه جدید خود برای نجات حیوانات در معرض انقراض موفق شوند، این موضوع به واقعیت تبدیل خواهد شد. از پلنگ برفی تا لاک‌پشت‌های دریایی، حیوانات سراسر جهان با تهدید مواجه هستند و برخی دانشمندان از دست دادن گسترده حیات وحش در دهه‌های کنونی را «انهدام بیولوژیکی» می‌نامند.
به گزارش فرادید، اکنون محققان در حال بررسی این هستند که آیا می‌توانند از «مدفوع» برای ذخیره و مهار تنوع ژنتیکی حیوانات استفاده کنند. این پروژه که نامش «باغ وحش مدفوع» است یک اصل ساده دارد: مدفوع افزون بر غذاهای هضم‌نشده و باکتری‌ها، حاوی سلول‌هایی از موجودی است که آن را از لایه داخلی روده خود دفع کرده است. از همه مهمتر، تحقیقات نشان داده‌اند برخی از سلول‌های داخل مدفوع هنوز زنده هستند، حداقل تا زمانی که مدفوع تازه است.
پروفسور سوزانا ویلیامز از دانشگاه آکسفورد که تیم را رهبری می‌کند، گفته: «این موضوع هنوز در مراحل بسیار ابتدایی است، اما تاکنون برداشت ما مثبت بوده است.» او اضافه کرد آن‌ها نه تنها سلول‌های زنده را از مدفوع موش، بلکه از مدفوع فیل نیز جدا کرده‌اند. امید است این سلول‌ها برای کمک به افزایش تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها استفاده شوند و از این راه شانس بقا گونه‌ها افزایش یابد.
رویکردی که به نام «نجات ژنتیکی» شناخته میشود، می‌تواند چندین شکل مختلف داشته باشد. ابتدا دی‌ان‌ای سلول‌ها می‌تواند تجزیه و تحلیل شود تا به دانشمندان کمک کند تنوع ژنتیکی جمعیت‌های مختلف را درک کنند و به تلاش‌های مختلف حفاظت کمک کنند. دی‌ان‌ای اگر از سلول‌های زنده استخراج شود، کیفیت بهتری دارد.
اما اگر بتوان سلول‌های زنده مدفوع را کشت و رشد داد، یک امکان دیگر ایجاد میشود: ایجاد حیوانات کامل با استفاده از فناوری‌های پیشرفته تولیدمثل کمکی. این فناوری‌ها شامل کلون‌سازی می‌شوند که در آن هسته یک سلول به تخمک اهداکننده وارد میشود، یک تحریک الکتریکی اعمال میشود و جنین حاصل به یک مادر جانشین منتقل میشود تا «دوقلوی» ژنتیکی حیوان اصلی تولید شود.
شاید هیجان‌انگیزتر این باشد که سلول‌ها دوباره برنامه‌ریزی شوند تا ظرفیت تبدیل به هر نوع سلول را داشته باشند. تحقیقات روی موش‌ها نشان داده که چنین سلول‌هایی می‌توانند به اسپرم و تخمک تبدیل شوند، یعنی می‌توان از آن‌ها در تکنیک‌های مشابه IVF برای تولید نسل استفاده کرد.
اگر سلول‌ها از مدفوع بتوانند کشت و رشد کنند، یک امکان دیگر را مطرح می‌کند: ایجاد حیوانات کامل با استفاده از فناوری‌های پیشرفته تولید مثل کمکی.
دکتر اشلی هاچینسون که ایده «باغ وحش مدفوع» را مطرح کرده گفته: «اگر از تخمک‌ها و اسپرم استفاده کنید، می‌توانید از تولیدمثل جنسی و تمام ترکیب‌هایی که در این رویدادها اتفاق می‌افتد بهره‌برداری کنید و به راستی شروع به ساختن پتانسیل سازگاری با استرس‌های محیطی کنید.»
به بیان ساده‌تر، با ایجاد سلول‌های جنسی در آزمایشگاه می‌توان تنوع ژنتیکی یک گونه را بدون نیاز به جمع‌آوری حیوانات تکی که ممکن است در نقاط مختلف جهان باشند یا دسترسی به آن‌ها ممکن نباشد یا نیاز به جمع‌آوری اسپرم و تخمک آن‌ها بهره‌برداری کرد.
همچنین سلول‌های بازبرنامه‌ریزی‌شده می‌توانند به دانشمندان کمک کنند از تکنیک‌های ویرایش ژن برای درک مثلاً ژن‌های مرتبط با بیماری‌های حیات وحش یا سازگاری‌های محیطی استفاده کنند، اطلاعاتی که می‌تواند بعدها برای مهندسی افزایش تاب‌آوری در یک گونه استفاده شود، مانند غربالگری سلول‌های جنسی یا جنین‌ها برای ژن‌های خاص یا حتی از طریق ویرایش ژن.
هم‌اکنون ویرایش ژن توسط Revive & Restore برای بازگرداندن کبوتر مسافر منقرض‌شده و توسط شرکت بیوساینس Colossal در تلاش برای احیای ماموت پشمالو در حال بررسی است.
فریز کردن سلول‌های کشت‌شده در نیتروژن مایع در دمای -۱۹۶ درجه سانتی‌گراد به این معنی است که می‌توان آن‌ها را به طور نامحدود نگهداری کرد و به دی‌ان‌ای موجود در آن‌ها اجازه داد برای کاربردهایی که هنوز حتی تصور نشده‌اند استفاده شوند.
بانک‌داری زیستی سلول‌ها و بافت‌های گونه‌های در معرض انقراض، از اسپرم و بافت تخمدان گرفته تا سلول‌های پوست، برای نجات ژنتیکی، قبلاً توسط خیریه‌ها و سازمان‌ها مورد استقبال قرار گرفته است، از جمله Nature’s Safe مستقر در انگلستان تا Frozen Zoo در سن دیگو.
اما این فرایند معمولاً شامل گرفتن سلول‌ها یا بافت‌ها از خود حیوان میشود، چه زنده و چه پس از مرگ. برعکس، گرفتن سلول‌ها از مدفوع غیرتهاجمی است و نیازی به گرفتن حیوان ندارد، رویکردی که می‌تواند به دانشمندان امکان دسترسی به تنوع ژنتیکی بیشتری از راه نمونه‌برداری از جمعیت‌های وحشی را بدهد.
دکتر ریانون بولتون پژوهشگر گفته: «موضوع اینست که چگونه می‌توانیم به شکل گسترده سلول‌های زنده را از هرگونه‌ای که می‌توانیم جمع‌آوری کنیم تا تنوعی که با سرعت ترسناک در حال از دست دادنش هستیم حفظ کنیم.»
اما این رویکرد بدون چالش نیست. حجم زیاد مدفوعی که باید پردازش شود، قابل توجه است! افزون بر این، مدفوع فقط حاوی سلول‌های حیوانی و زباله‌های ارگانیک نیست. مدفوع پرباکتری‌ترین محیطی است که سلول‌ها را از آن جمع‌آوری می‌کنید. تیم در حال کار روی یک راه‌حل است: استفاده از رقیق‌سازی برای حذف باکتری‌ها! سپس سلول‌های حیوانی در آنتی‌بیوتیک‌ها و ضد قارچ‌ها کشت می‌شوند.
اما حتی اگر سلول‌های زنده از مدفوع جدا و کشت داده شوند، موانعی برای تولید نسل وجود دارد. از جمله آن‌ها، عدم درک فیزیولوژی تولیدمثل بسیاری از حیوانات است، یعنی تمرکز، حداقل در آغاز احتمالاً روی گونه‌های خوب مطالعه‌شده خواهد بود.
تیم «باغ وحش مدفوع» می‌گویند روش‌های مدرن و سنتی می‌توانند همزمان عمل کنند
بهترین راه حفاظت از گونه‌ها اینست که از کاهش آن‌ها به نقطه‌ای که به رویکردهایی مانند کلون‌سازی نیاز باشد، جلوگیری کنیم. در حالی که این فناوری‌های جدید ممکن است فرصت‌های هیجان‌انگیزی برای حفاظت فراهم کنند، به احتمال زیاد قادر به ایجاد تحولی که ما به آن نیاز داریم، نخواهند بود.
اگر بخواهیم بحران تنوع زیستی را حل کنیم، پرداختن به دلایل اصلی کاهش تنوع زیستی مانند از دست دادن زیستگاه‌ها و بهره‌برداری بیش از حد و در عین حال پشتیبانی از تلاش‌های حفاظتی در مقیاس بزرگ که امکان حفاظت و بهبود طبیعت را فراهم می‌آورد، باید تمرکز اصلی ما باشد.
دکتر دیوید جاکوفسکی، دانشیار بوم‌شناسی حیات وحش در دانشگاه کلمسون و متخصص سنجاب پاسیاه افزود در حالی که حفظ تنوع ژنتیکی مهم است، به تنهایی کافی نیست. «تولید حیوانات بیشتر لزوماً به این معنا نیست که تهدیدی که در طبیعت وجود دارد برای رها کردن حیوان و بقا آن از بین رفته است.»
اما تیم «باغ وحش مدفوع» می‌گویند روش‌های مدرن و سنتی می‌توانند کنار هم عمل کنند. بولتون می‌گوید: «من نمی‌گویم باید حفاظت از زیستگاه‌ها و تلاش‌های حفاظت در محل را متوقف کنیم. فقط فکر می‌کنم به دلیل وضعیت بحرانی که در آن هستیم، باید از ابزارهای مختلف استفاده کنیم.»
مترجم: زهرا ذوالقدر
