به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، فرآیند خشک کردن انجمادی می‌تواند برای ذخیره DNA و اطلاعات سلولی برای اهداف شبیه سازی استفاده شود. خشک کردن انجمادی سلول‌ها هنوز تا تبدیل شدن به یک استراتژی شبیه سازی و ذخیره سازی استاندارد راه زیادی در پیش دارد، اما دست آوردهای موفقی هم داشته است.
محققان دانشگاه یاماناشی ژاپن در مطالعه‌ای ابراز داشتند که حفظ تنوع زیستی یک وظیفه ضروری است، اما ذخیره سلول‌های زایا به عنوان منابع ژنتیکی با استفاده از نیتروژن مایع دشوار و پرهزینه است. سلول‌های سوماتیک خشک شده با انجماد می‌توانند کلون‌های سالم و بارور تولید کنند، که نشان می‌دهد این تکنیک ممکن است برای ایجاد راه‌حل‌های جایگزین، ارزان‌تر و ایمن‌تر بانک زیستی، بدون نیاز به نیتروژن مایع مهم باشد.
خشک کردن انجمادی فرآیندی ملایم و البته شدید است. تصور کنید چیزی را در چند مرحله منجمد کنید تا به ۸۰- درجه سانتیگراد (۱۱۲- درجه فارنهایت) برسد، قبل از اینکه آن را در یک محفظه خلاء با فشار بالا قرار دهید. این فرآیند آب را به یخ تبدیل می‌کند بدون اینکه کریستال‌های یخ بزرگ دیواره‌های سلولی را سوراخ کنند، در حالی که فشار آب را از حالت جامد مستقیم به گاز تبدیل می‌کند. این کار چندین بار اتفاق می‌افتد تا زمانی که نمونه سبک و ترد شود، اما هنوز اکثریت ساختار آن دست نخورده است. خشک کردن انجمادی بیشتر در صنایع غذایی استفاده می‌شود، جایی که مواد مغذی و طعم‌ها را دست نخورده نگه می‌دارد. همچنین برای محصولات دارویی و حتی گاهی اوقات تاکسیدرمی استفاده می‌شود.
محققان در مقاله خود می‌نویسند نشان دادند که خشک کردن می‌تواند بهترین راه برای حفظ منابع ژنتیکی برای مدت طولانی به روشی ایمن، کم هزینه و مستقل از مکان باشد. با این حال، تا به امروز، تنها سلول‌هایی که پس از خشک شدن تولید شده‌اند، اسپرم‌های بالغ هستند. جمع آوری اسپرم از نرهای نابارور و تخمک یا جنین از ماده بارور دشوار است.
هنگام شبیه سازی حیوانات، به یک سلول غیر تولید مثلی (به نام سلول سوماتیک) به تمام DNA حیوان نیاز دارید. این هسته پر از DNA را می‌توان سپس در یک سلول تخمک قرار داد و با کمی آشفتگی می‌توان روند رشد را آغاز کرد. شبیه‌سازی ساده‌ترین راه برای ذخیره‌سازی مواد ژنتیکی برای آینده نیست، اما این امکان را فراهم کرده تا کل ماده ژنتیکی یک حیوان را در اختیار داشت. در حال حاضر، سلول‌های سوماتیک و تولید مثلی - برای بانک‌های زیستی یا اهداف دیگر - می‌توانند در نیتروژن مایع ذخیره شوند، که می‌تواند به سرعت دمای آن را افزایش داده و سلول‌ها را به زندگی بازگرداند. اما محققان می‌خواستند ببینند که خشک کردن انجمادی چگونه روی هم قرار می‌گیرد، بنابراین از سلول‌های سوماتیک موش (در این مورد فیبروبلاست‌ها و سلول‌های کومولوس)، خشک‌کردن انجمادی و تا ۹ ماه در دمای -۳۰ درجه سانتی‌گراد (۲۲- درجه فارنهایت) استفاده کردند.
سلول‌ها واقعاً مردند و آسیب قابل توجهی به DNA وارد شد، اما تیم موفق شد بقیه اطلاعات ژنتیکی را استخراج کند و آن را در سلول‌های جدید قرار دهد که به رده‌های سلولی اولیه جنین تبدیل شدند. این رده‌های سلولی سپس اطلاعات هسته‌ای خود را استخراج کردند و در جنین جدیدی قرار دادند که قادر به ایجاد موش‌های شبیه سازی شده بود. این روش حتی شانس موفقیت کمتری نسبت به شبیه سازی گوسفند دالی دارد که تنها 0.4 درصد احتمال وجود داشت. برخی از موش‌ها نیز کلون‌های مناسبی نداشتند و به دلیل آسیب DNA، ناهنجاری‌های اپی ژنتیکی داشتند. در یک مورد جالب، رده سلولی کروموزوم Y خود را از دست داد و از مرد به ماده تبدیل شد، بنابراین تحقیقات بیشتری برای تنظیم دقیق این فرآیند وجود دارد.
با تمام آنچه گفته شد، اگر میزان موفقیت در نهایت وجود داشته باشد، توانایی شبیه سازی حیوانات با استفاده از چنین سلول‌ها و DNA تخریب شده در سایر زمینه‌ها نیز یک موهبت خواهد بود. با گذشت زمان حتی بهترین DNA ذخیره شده نیز تجزیه می‌شود. این مطالعه در Nature Communications منتشر شد.
پایان مطلب/
لینک منبع: 
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31216-4