شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن
شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن

شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن

استفاده از روش های نوین مهندسی ژنتیک برای دستکاری در ترکیبات شیر

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 یا گونه ای دیگر، بافت های حیوان را برای تولید ترکیباد 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 حیوان تراریخته، یک نسل از حیوانات مذکور تولید میشود که توانایی های اکتسابی خود را می توانند به انتاجشان منتقل نمایند.

با استفاده از روش تولید حیوانات 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.

 

مقدمه ای بر مقاله

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.

Stanley Chorn Annie chanye, Herber Boyer, Poul Berg, یک تیم از دانشمندانی بودند که توانستند اولین DNA نوترکیب را در سال ۱۹۷۳ بوجود آورند.

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 می رسد 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.

ماشین آلات، تجهیزات و لوازم دامپروری و دامپزشکی

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 داروهای دامپزشکی 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 ژن های مربوط به پروتئین های شیر فرایند پیچیده ای است که با هورمون های استروییدی و پپتیدی در ارتباط است.

  تله تشابه اسمی در بورس‌ ها (آدرس اشتباهی به سرمایه‌گذاران)
شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن
استفاده از روش های نوین مهندسی ژنتیک برای دستکاری در ترکیبات شیر

ویژگی های ژنهای 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 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 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 ۵ و ۳ توالی ژن هایی که پروتئین شیر را بیان می کنند وجود دارد.

برای مثال توالی اسید آمینه 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.

معایب نگهداری گونه های مختلف حیوانات در گاوداری

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 ژن های مسئول تولید کازئین شیر گاو و موش انجام شد مشخص شد که این ژن در دو گونه دارای توالی های مشترکی است می باشد.

 

 لاکتوز موجود در شیر

 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 – آلفالاکتو آلبومین از شیر و یا با وارد کردن آنزیم بتاگالاکتوسیداز به شیر خارج کردن درمان کرد.

مشکلی که در اثر خارج کردن آلفالاکتو آلبومین ممکن است بوجود آید این است که برخلاف بتا۔ لاکتو گلوبولین و استیل COA کربوکسیلاز، آلفالاکتو آلبومین برای تشکیل اجزای شیر نیاز است.

زیرا آلفالاکتو 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 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.

  قیمت گندم و خوراک دام و طیور در بازارهای جهانی افزایش یافت

راه دیگر از طریق توالی های ضد تشخیص که با توالی های پیشرو باند می شود است.

محصول قابل نسخه برداری از توالی ضد تشخیص از ژن آلفا-لاکتوآلبومین یک mRNA است که مکمل mRNA در آلفا-لاکتو آلبومین درون زادی است که سبب بلوکه شدن ترجمه ی آلفا-لاکتو آلبومین درون زادی می شود.

پلی انسفالومالاسی و کمبود تیامین در نشخوارکنندگان

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 ، لیستریا 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.

پروتئین 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.

ابرداده ها و نقش جدیدترین تکنولوژی ها در اصلاح نژاد دام و طیور

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.

  بررسی رنگ ، بو و مزه شیر

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.

شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن
برای افزایش تولید شیر و میزان ترکیبات شیر می توان از حیوانات ترانس ژنیک استفاده کرد.

آینده تولید شیر

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 ضدمیکروبی 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.

 

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 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 دام هایی تولید کنند که می توانند ترکیبات دارویی مانند لاکتوفرین که در سیستم ایمنی و از بین بردن باکتریها نقش بسیار اساسی دارند را افزایش دهد و برای بهره وری بهتر از صنعت دامپروری، استفاده 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 نوزدهم
زهرا بلوکی / دانشجوی دکتری فیزیولوژی تولیدمثل / بخش علوم دامی / دانشکده کشاورزی / دانشگهاه تبریز و شیراز
حسین واثقی دودران / دانشجوی دکتری فیزیولوژی تولیدمثل / بخش علوم دامی / دانشکده کشاورزی / دانشگاه تبریز و شیراز
منبع: دامیران
نویسنده: زهرا بلوکی و حسین واثقی دودران
لینک کوتاه مقاله: daamiran.com/?p=6625
شیر و روش های نوین دستکاری ترکیبات آن

اشتراک گذاری

امتیاز شما به این مطلب

منبع:

برای کپی کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید

دامیران