تعیین جنسیت اسپرم در طیور

در سالهای اخیر انتخاب جنس یک نوزاد با استفاده از تعیین جنسیت اسپرم مورد توجه زیادی قرار گرفته است .

---

تعیین جنسیت اسپرم در طیور
در سالهای اخیر انتخاب جنس یک نوزاد با استفاده از تعیین جنسیت اسپرم مورد توجه زیادی قرار گرفته است . حد اقل دلایل بسیار زیادی در مورد استفاده از این تکنیک در صنعت دامپروری وجود دارد . از قرار معلوم در هلند در آینده ای نزدیک تعیین جنسیت اسپرم در بهبود صنعت گاو شیری تکامل می یابد.
تعیین جنسیت اسپرم:
اساسا در یک آزمایشگاه علمی ؛ تکنیک تعیین جنسیت اسپرم وجود دارد . کاربرد این تکنیک برای بهبود صنعت گاو شیری مشکل است . تعداد اسپرمهای لازم برای تلقیح مصنوعی زیاد هستند ؛ بطور نمونه 10 میلیون اسپرم در یک پایوت. نظر به اینکه اقدامات لازم قدم به قدم انجام میشود؛ تعیین جنسیت اسپرم های لازم برای تلقیح مصنوعی زمان می برد. هزینه های تجهیزات و پرسنل متخصص ؛ هزینه تمام شده برای اسپرم تعیین جنسیت شده را نسبتا بالا می برند . زمانی که قیمتها پایین بیاید و سرعت انجام این تکنیک افزایش یابد ؛ احتمالا همه چیز تغییر می کند اما برای اینده نزدیک فروش گسترده اسپرم تعیین جنسیت شده برای تلقیح مصنوعی در دزهای قراردادی اسپرم خیلی محتمل و حتمی نیست . با پیشرفت و استفاده از تکنیکی که شامل تلقیح غلظتهایی از اسپرم تعیین جنسیت شده با دز پایین در عمق رحم باشد ؛ می توان به بخشی از این مشکل فایق آمد. استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده برای تلقیح گاوهایی که تحت تیمار تخمک ریزی چند گانه قرار گرفتة اند مفید است زیرا تعداد تلقیح برای این مورد محدود است . اما کاربرد وسیع استفاده از اسپرم تعیین جنسیت شده احتمالا تولید جنین به روش آزمایشگاهی خواهد بود.. تعداد سلولهابی اسپرم لازم برای تولید جنین به روش آزمایشگاهی بسیار پایین است .منافع این روش در کارایی آن معلوم می شود.
جنین های تولید شده به این روش جنسیت دلخواه را دارا هستند و باعث کاهش معنی داری در هزینه ها می شود و در کل موجب پیشرفت ژنتیکی سریع می شود.
کروموزومهای ایکس و وای :
تعیین جنسیت اسپرم بر اساس تفاوتهای موجود در دی ان ای بین جنسیتها برنامه ریزی شده است. دی ان ای خود به کروموزومهای مذکور تقسیم میشود. کروموزومهای موجود در یک گونه ؛ برای مثال گاو ؛ همیشه از نظر تعداد و اندازه مشابهند. تفاوتها فقط بین نر ها و ماده ها وجود دارد. در پستانداران ؛ سلولهای نر حاوی کروموزومهای ایکس و وای هستند و سلولهای ماده حاوی دو کروموزوم ایکس هستند . در سلولهای اسپرم و تخمک کروموزومها تقسیم شده اند. یک تخمک همیشه حاوی یک کروموزوم ایکس و یک اسپرم می تواند حاوی هر دو نوع کروموزوم ایکس و یا وای باشد. باروری با اسپرم حاوی کروموزوم ایکس منجر به ایجاد جنین ماده و باروری با اسپرم حاوی کروموزوم وای منجر به تولید جنین نر میشود. به عبارت دیگر سلولهای اسپرم ؛ جنسیت را تعیین می کنند. معمولا 50 % سلولهای اسپرم حاوی کروموزوم ایکس و 50 % حاوی کروموزوم وای هستند. با جور کردن و استفاده از نوع مطلوب و دلخواه اسپرم ؛ ما میتوانیم جنسیت را کنترل کنیم.
تکنیکها:
تنها روش موفقیت آمیزی که برای تعیین جنسیت اسپرم وجود دارد روش فلورسانس است که بر اساس تفاوت در محتوای دی ان ای پایه ریزی شده است. کروموزوم ایکس بزرگتر از کروموزوم وای است. به همین خاطر مقدار کل دی ان ای در یک سلول اسپرم حاوی کروموزوم ایکس نسبت به سلول اسپرم حاوی کروموزوم وای بیشتر است . در گاو ؛ این تفاوت در حدود 4% است. قبل از جور کردن کروموزومها ؛ سلولها که حاوی دی ان ای هستند توسط رنگ فلورسانس رنگ آمیزی می شوند. هرچه از فلورسانس بیشتر استفاده شود ؛ دی ان ای در سلول بیشتر ظاهر میشود. سلولها توسط دستگاهی بنام \" فلوسیتومتر/جور کننده سلول\" مرتب میشوند.
در این دستگاه چندین هزار سلول در هر ثانیه می توانند با خلوص بیش از 90 % مرتب شوند. کارایی روشهای دیگر ؛ برای مثال روشهایی که بر اساس سانتریفوژ یا تفاوت در سرعت شناوری عمل می کنند هنوز مورد بحث است. هیچیک از این روشها به ثبت نرسیده است .
هلند:
در اوایل دهه 1990 ؛ روش فلورسانس با استفاده از دستگاه فلوسیتومتر مرکز پزشکی در آمستردام توسط موسسه هلند ژنتیک برای تولید آزمایشگاهی جنین بکار برده شد . متاسفانه ؛ باروری اسپرمهای تعیین جنسیت شده پایین بود و نمو جنین ها به خوبی اسپرمهای تعیین جنسیت نشده نبود. این مورد بیانگر این است که تاثیرات منفی در رنگ آمیزی با فلورسانس یا اشعه فرابنفش ( یو وی) وجود دارد . هر چند ؛ گوساله های متولد شده با اسپرم تعیین جنسیت شده در آمریکا و اخیرا ؛ بیشتر در انگلستان ؛ سالم هستند. با این وجود روشی که نیاز به رنگ فلورسانس و اشعه یو وی نداشته باشد ترجیح داده میشود. در سال 1999 ؛ موسسه سی آر دلتا و آمریکن ایکس وای با همکاری دانشگاه آمستردام شروع به طراحی و ساخت ماشینی جدید کردند. اساسا ؛ این ماشین اندازه هر سلول اسپرم عبوری را مورد سنجش قرار می دهد . این ماشین از تکنیکی استفاده می کند که احتیاج به رنگ فلورسانس یا اشعه یو وی ندارد . این روش هنوز در دست بررسی است ولی میتواند به عنوان ابزار ارزشمندی مطرح شود.
فلوسیتومتر/جور کننده سلول:
با نمایان کردن سلولهای اسپرم با استفاده از اشعه فرابنفش ؛ محققان استفاده از نور فلورسانس را کنار گذاشتند. مقدار اشعه توسط یک نمایانگر اشعه اندازه گیری میشود و یک کامپیوتر وجود کروموزومهای ایکس و یا وای را تشخیص می دهد ( کروموزوم ایکس فلورسنت بیشتری به خود جذب میکند ). بعد از اندازه گیری ؛ جریانی از سلولها به درون دو صفحه کوچک روانه میشوند . هر یک از ذرات دارای یک بار الکتریکی است . اسپرم حاوی کروموزوم ایکس دارای بار مثبت و اسپرم حاوی کروموزوم وای بار منفی دارد . ذرات خمیده هستند و بخاطر وجود بار الکتریکی از بین دو صفحه دارای بار الکتریکی زیاد عبور کرده و جدا می شوند . در پایان ؛ ذرات در دو شیشه داروئی کوچک جمع آوری میشوند. در حقیقت ؛ محل جریان اسپرمها بسیار باریک است( 0.1 میلی متر یا کمتر) و سرعت جریان بسیار بالا است( بالای 10 متر در هر ثانیه). این امر باعث میشود که بیشتر از 1000 سلول در هر ثانیه مرتب شوند.

مهندس حمید رضا کامیارنژاد - مهندس طوطیان