تله ژنی برای موش‌های موذی

به همین دلیل همیشه پیدا کردن راهکاری مناسب برای مقابله با این جوندگان موذی و کنترل جمعیت‌شان مورد‌توجه مدیران شهری و پژوهشگران بوده، اما این‌بار مسیر کنترل جمعیت، سر از پژوهش‌های مهندسی ژنتیک در آورده است؛ در مطالعه‌ای جدید گروهی از محققان استرالیایی موفق به نوعی دست‌ورزی ژنی در موش‌های خانگی شده‌اند که می‌تواند به شکل مؤثری در کنترل جمعیت این گونه کمک‌کننده باشد.

در مطالعه جدیدی که نتایج آن به‌تازگی در نشریه معتبر علمی پی‌ان‌ای‌اس (PNAS) منتشر شده، گروهی از محققان استرالیایی برای اولین‌بار موفق شده‌اند از نوعی محرک ژنی برای القای ناباروری در جنس ماده موش‌های خانگی استفاده کنند. پیش از این استفاده از محرک‌های ژنی یا روش‌های دیگر مهندسی ژنتیک مانند غیرفعال‌سازی ژنی، جهش و... برای کنترل جمعیت گونه‌های خاص مانند گونه‌های مهاجم میکروبی ازجمله ویروس‌ها و باکتری‌ها یا ناقلان بیماری‌ها مورد توجه قرار گرفته‌بود، اما عملیاتی نشد. حالا برای اولین‌بار، این تیم تحقیقاتی موفق شده که از دست‌ورزی ژنتیک برای کنترل یک جمعیت پستاندار استفاده کند. این درحالی‌است که استفاده از چنین روش‌هایی برای کنترل جانداران ناقل بیماری‌های مختلف به انسان ازجمله پشه آنوفل که عامل بیماری خطرناک مالاریاست نیز در حال پیگیری است. به نظر می‌رسد که پیشرفت چشمگیر و سریع دانش بشر از ژن‌ها و تغییرات مولکولی درون سلول‌های زنده در ۵۰ سال اخیر و استفاده از مهندسی ژنتیک به‌منظور ایجاد تغییرات مطلوب در گونه‌های مختلف جانداران، حالا به فصل جدیدی وارد شده است. تقریبا روزی نیست که شاهد خبری در مورد اثربخشی روش‌های مختلف مهندسی ژنتیک، از ژن‌درمانی تا ویرایش ژنی و تنظیم بیان ژن‌ها برای ارائه راهکاری درمانی یا تشخیصی نباشیم.

انتقال تغییرات دلخواه با ژن‌های خودخواه

در استرالیا کنترل جمعیت موش‌های خانگی مهاجم به‌ویژه در جزیره‌های کوچک که کنترل جمعیت طبیعی گونه‌های مهاجم به‌دلیل شرایط فیزیکی و طبیعی محیط به‌درستی فراهم نیست، بسیار مهم است. مدل‌سازی رایانه‌ای که این گروه تحقیقاتی ارائه کرده، نشان‌می‌دهد که فقط ۲۰ سال طول می‌کشد تا ۲۵۰ موش دستکاری‌شده ژنتیک جمعیت ۲۰۰هزارتایی موش‌ها در یک جزیره را از بین ببرند. این سرعت به معنای کنترل جمعیت در طول زمان است که از ایجاد آثار نامطلوب تغییرات ناگهانی در جمعیت یک گونه جلوگیری می‌کند. در بیشتر جانوران، براساس فرضیات علم ژنتیک وراثت که با عنوان ژنتیک مندلی می‌شناسیم، هر نسخه از ژن‌های منفرد ۵۰درصد احتمال دارد که به فرزندان یک موجود زنده منتقل شود، اما بخش‌هایی از ژنوم جانداران هم هستند که از این قاعده تبعیت نمی‌کنند و معمولا با احتمال بسیار بیشتری به فرزندان منتقل می‌شوند که به آن‌ها در اصطلاح «عناصر ژنتیک خودخواه» گفته می‌شود. در روش‌های مهندسی ژنتیک از چنین بخش‌هایی از ژنوم الگوبرداری می‌شود که مطمئن باشیم تغییر مورد نظرمان با احتمال بالایی به تمام فرزندان در نسل‌های بعدی منتقل می‌شود. در مطالعه جدید تیم تحقیقاتی با استفاده از ابزار ویرایش دی‌ان‌ای به نام «کریسپر- کاس۹» که این روز‌ها زیاد در موردش می‌شنویم استفاده کرده است تا بتواند تغییر دلخواه در ژنوم موش‌ها را به نحوی ایجاد کند که حتما به نسل‌های بعدی هم منتقل شود. آن‌ها برای این کار از ساختار ژن طبیعی که از موش‌های نر با احتمال ۹۵درصد به فرزندان منتقل می‌شود، استفاده کردند.

کنترل تدریجی جمعیت در طول چند نسل

محقق اصلی این مطالعه، پروفسور پل توماس از دانشگاه آدلاید، درخصوص این پژوهش توضیح‌می‌دهد: «کاری که ما انجام دادیم این است که عنصر ژنتیک به‌اصطلاح خودخواه را به شکلی تغییر دهیم تا با ایجاد تغییر در توالی دی‌ان‌ای، موجب ناباروری در جمعیت موش‌های ماده در نسل‌های بعدی شود.» وی می‌افزاید: «آنچه اتفاق می‌افتد این است که اگر تعداد کمی از این موش‌های دست‌ورزی‌شده دارای محرک ژنی را در میان یک جمعیت موش‌های شهری قرار دهیم، با جفتگیری آن‌ها در جمعیت به‌تدریج این ژن مورد انتظار در جمعیت پخش و ژن ناباروری به نسل‌های بعدی منتقل می‌شود که درنهایت طی چند نسل شاهد کنترل جمعیت خواهیم بود.»

سلاحی برای مقابله اختصاصی با مهاجمان

توماس معتقد است رهاسازی میدانی این ژن تغییریافته حداقل پنج‌سال دیگر زمان نیاز دارد تا همه جنبه‌های مختلف این تغییر ژنی بررسی شود و آزمایش‌های بیشتر نشان دهد که می‌توان به‌طور ایمن و بدون تأثیرات ناخواسته از این روش برای کنترل یک جمعیت مهاجم استفاده کرد. به گفته این محقق مهندسی ژنتیک، استفاده از محرک ژنی برخلاف روش‌های دیگر کنترل موش‌های مهاجم شهری و خانگی بر جمعیت جوندگان بومی و غیرمهاجم تأثیر نخواهد داشت، زیرا با کمک این روش ژن ناباروری به‌صورت بین گونه‌ای منتقل نمی‌شود و فقط با جفتگیری همان گونه مورد انتظار به نسل‌های بعدی آن‌ها منتقل خواهد شد. توماس توضیح می‌دهد: «این واقعا مهم است که ما فقط نسخه‌هایی از ژن را توسعه دهیم که دارای نوعی سوئیچ ایمنی داخلی هستند، به‌طوری‌که به‌هیچ‌عنوان تأثیری بر عقیمی جمعیت‌های بومی غیرهدف نداشته باشد.» محققان از سال ۱۳۹۶/ ۲۰۱۷ در حال توسعه محرک ژنی با چنین خصوصیاتی هستند.

استیو هنری، محقق و کارشناس موش در سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود (CSIRO) فناوری محرک ژنی را راهکار کمکی جدیدی در مجموعه تلاش‌ها برای کنترل جمعیت موش‌ها توصیف کرد و گفت: «این روش جدید در لبه فناوری است، بنابراین به‌طور بالقوه به زمان بیشتری برای رسیدن به مرحله کاربردی‌شدن و استفاده گسترده نیاز خواهد داشت.»

هنری گفت برای درک این‌که آیا می‌توان از این روش در محیط‌های کشاورزی و شهری استفاده کرد یا خیر به تحقیقات بیشتری نیاز است. مشکلی که درحال‌حاضر موش‌ها در حوزه کشاورزی ایجاد می‌کنند این است که فقط یک راهکار برای کنترل جمعیت موش‌ها در انبار غلات مؤثر است و آن استفاده از فسفید روی بر سطح دانه‌هاست که استفاده گسترده از آن، می‌تواند مشکلاتی را به همراه داشته باشد.

آینده روشن ویرایش ژنی

توسعه محرک‌های ژنی بحث‌برانگیز است و برخی از دانشمندان معتقدند برای توسعه دانش مهندسی ژنتیک و کاربردی‌تر شدن آن، به وضع قوانینی جهانی برای تنظیم چنین تحول بزرگی نیاز است؛ زیرا این فناوری هم مانند هر فناوری نوظهور دیگر در صورت کنترل نشدن، با وجود فوایدی که برای بهبود زندگی بشر به همراه خواهد داشت، می‌تواند عواقب خطرناکی هم به دنبال داشته باشد. از آنجا که کشور ما نیز همسو با دیگر کشور‌ها در توسعه روش‌های مهندسی ژنتیک و ویرایش ژنی گام برداشته و تحقیقات ارزشمندی در این زمینه در پژوهشگاه‌ها و مراکز علمی کشور انجام شده است، به نظر می‌رسد شاید در سال‌های آتی بتوانیم منتظر کاربردی‌شدن چنین پژوهش‌هایی در کنترل تدریجی گونه‌های مهاجم و ناقل بیماری ازجمله حشرات، جوندگان موذی، سگ‌های ولگرد و جمعیت‌های نگران‌کننده حاصل از آمیزش‌های بین گونه‌ای باشیم.

روزنامه جام جم