การโคลนนิ่ง (Cloning)
ความหมายของโคลนนิ่งในทางปศุสัตว์ คือ การผลิตสัตว์ให้มีรูปร่างลักษณะแสดงออก (phenotype) และลักษณะพันธุกรรม (genotype) เหมือนกันทุกประการ อาจทำไ้ด้โดยการตัดแบ่งตัวอ่อน (embryo splitting) หรือการย้ายฝากนิวเคลียส (nuclear transfer)ประโยชน์ของการโคลนนิ่ง
1.ด้านสาธารณสุข โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับเทคโนโลยีอย่างอื่น เช่น การย้ายฝากสารพันธุกรรม2.ด้านการเกษตร สามารถเพิ่มจำนวนสัตว์ที่มีพันธุกรรมดี โดยย้ายฝากนิวเคลียสจากเซลล์ตัวอ่อนที่มีพันธุกรรมดีเลิศหรือจากโซมาติกเซลล์ของสัตว์เต็มวัยที่พิสูจน์แล้วว่ามีพันธุกรรมและลักษณะที่แสดงออกเป็นที่ต้องการ เช่น โคที่ให้น้ำนมมาก มีความต้านทานโรคสูง เป็นต้น
วิธีการโคลนนิ่ง
1.การตัดแบ่งตัวอ่อน การตัดแบ่งตัวอ่อนเป็น 2 ส่วน เท่าๆ กัน และนำไปย้ายฝากให้ตัวรับ จะสามารถทำให้ผลิตลูกแฝดที่เหมือนกันทุกประการ 2 ตัว จากตัวอ่อนใบเดียว ในการตัดแบ่งตัวอ่อนจำเป็นต้องใช้เครื่องมือเฉพาะดำเนินการ คือ เครื่อง micromanipulator และใช้ไปเปตแก้วที่เรียวเล็กมาก (holding pipette) เพื่อดูดจับตัวอ่อน แล้วใช้เข็มขนาดเล็ก (microneedle) กดตัดแบ่งตัวอ่อน หรืออาจใช้ใบมีดขนาดเล็ก (microblade) เพื่อตัดแบ่ง
ตัวอ่อนที่ใช้ตัดแบ่งอาจใช้ตัวอ่อนระยะมอรูล่าหรือบลาสโตซีสก็ได้ เมื่อตัดแบ่งแล้วก็นำไปย้ายฝากให้สัตว์ตัวรับ ในการตัดแบ่งตัวอ่อนนั้นจะต้องตัดแบ่งตัวอ่อนออกเป็น 2 ส่วน ที่สมมาตร (symmetry) กันพอดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนอินเนอร์เซลล์แมส (inner cell mass) ซึ่งในระยะบลาสโตซีสจะสามารถเห็นได้ แต่ระยะมอรูล่าอาจจะตัดแบ่งไม่ได้ส่วนที่สมมาตรกันจริง ๆ เพราะยังไม่มีส่วนอินเนอร์เซลล์แมส
2.การย้ายฝากนิวเคลียส การโคลนนิ่งโดยการย้ายฝากนิวเคลียสอาจใช้นิวเคลียสจากเซลล์ตัวอ่อน ซึ่งเรียกว่า เอ็มบริโอนิคเซลล์โคลนนิ่ง (embryonic cell cloning) หรือใช้เซลล์ร่างกาย (somstic cell) เรียกว่าโซมาติกเซลล์โคลนนิ่ง (somatic cell clonig)
เซลล์ตัวให้ที่ใช้นิวเคลียส (donor cell) เพื่อการย้ายฝากนิวเคลียสจะได้จาก
1.เซลล์ตัวอ่อนหรือบลาสโทเนียร์ จากตัวอ่อนระยะ 2 เซลล์ถึงระยะมอรูล่า ที่นำมาทำให้เซลล์แยกจากกันเป็นเซลล์เดี่ยว ๆ หรืออาจใช้เซลล์จากอินเนอร์เซลล์แมส ซึ่งจะเป็น embryonic stem cells ที่มีความสามารถพัฒนาไปเป็นเซลล์ทุกชนิดได้
2.เซลล์ร่างกายหรือโซมาติกเซลล์จากสัตว์เต็มวัยหรือลูกอ่อน เช่น เซลล์ผิวหนัง เซลล์เต้านม เป็นต้น
วิธีการย้ายฝากนิวเคลียส
ปัจจุบันจะใช้ oocyte ระยะ metaphase II ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ดึงเอานิวเคลียสออกแล้วเป็นเซลล์ตัวรับ (recipient cell) เพื่อรับการย้ายฝากนิวเคลียส ในโค กระบือ oocyte ที่ใช้เป็นเซลล์ตัวรับนี้สามารถหาได้โดยการดูดจาก follicle บนรังไข่ที่ได้จากโรงฆ่าสัตว์ หรือจากการทำการดูด oocyte โดยใช้เทคนิค ovum pick up (OPU) นอกจากนี้อาจได้จาก oocyte ที่ผ่านขบวนการเยงนอกร่างกายให้เจริญขึ้นถึงขั้นปฏิสนธิ (In Vitro Maturation : IVM)oocyte ที่เจริญถึงระยะ metaphase II และใช้เป็นเซลล์ตัวรับจะดูได้จากการมี first polar body เกิดขึ้น จากนั้นทำการดึงนิวเคลียสของ oocyte ที่จะใช้เป็นเซลล์ตัวรับออก โดยดูดหรือบีบ cytoplasm ส่วนที่อยู่ใกล้กับ polar body ซึ่งเป๋นตำแหน่งที่มีนิวเคลียสอยู่และสามารถตรวจสอบได้โดยการย้อมสีนิวเคลียสที่ดูดออกมาด้วยสีเฉพาะ เช่น Hoechst33342 เมื่อได้เซลล์ตัวรับแล้วก็ย้ายนิวเคลียสจากเซลล์ตัวให้ที่ต้องการและจัดเตรียมไว้แล้วให้แก่เซลล์ตัวรับ ทำโดยการโดเซลล์ตัวให้ด้วย micropipette แล้วแทงผ่าน zonapellucida ของเซลล์ตัวรับ แล้วปล่อยเซลล์ตัวให้ออก จากนั้นทำการเชื่อมส่วน cytoplasm ของเซลล์ตัวให้และตัวรับด้วยกระแสไฟฟ้า เรียกว่า electrofusion การกระตุ้นนี้จะทำให้มีการรวมตัวกันของนิวเคลียสและ cytoplasm ของทั้ง 2 ส่วน นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการกระตุ้น oocyte (เซลล์ตัวรับ) ซึ่งเป็นการเลียนแบบธรรมชาติขณะเกิดการปฏิสนธิเมื่อ oocyte ถูกเจาะด้วยอสุจิ (sperm activation) นอกจากการเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าแล้ว อาจใช้เชื้อไวรัสหรือสารเคมีก็ได้แต่ได้ผลไม่ดีนัก
มีลูกสัตว์หลายชนิดทั้งโค แพะ แกะ หมู กระต่าย ที่เกิดจากการโคลนนิ่งโดยใช้เซลล์จากตัวอ่อน แต่ไม่เคยมีลูกสัตว์ที่เกิดจากการโคลนนิ่งด้วยนิวเคลียสจากเซลล์ร่างกาย จน Wilmut และคณะ 1997 ประสบความสำเร็จในการทำโคลนนิ่งให้เกิดแกะดอลลี่ (dolly) ขึ้นด้วยเซลล์เต้านม ซึ่งเป็นตัวเดียวที่เกิดจากจำนวนตัวอ่อนทั้งสิ้น 273 ตัวที่ได้จากการโคลนนิ่งโดยวิธีการเดียวกันจากการศึกษานี้
หลังจากนั้นมีลูกโค แพะ หนูหลายตัวเกิดขึ้น ดดยการโคลนนิ่งจาก somatic cell ความสำเร็จของ somatic cell cloning ของแกะดอลลี่ อาจจะเนื่องจากนิวเคลียสของเซลล์ตัวให้ (เซลล์เต้านม) ที่ใช้ได้ผ่านการเลี้ยง (passages) ในหลอดทดลองหลายครั้งและทำให้เวลล์เหล่านั้นอยู่ในสภาวะพัก (quiescence) หรืออยู่ที่ระยะ G0 ของวงจรเซลล์ (cell cycle) ซึ่งเป็นระยะที่นิวเคลียสไม่มีการสร้าง mRNA คล้ายกับธรรมชาติของเซลล์ตัวอ่อนในระยะ 3 วันแรกหลังปฏิสนธิ
ขั้นตอนการโคลนนิ่งสัตว์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น