วันพฤหัสบดีที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2556

การโคลนนิ่ง

การโคลนนิ่ง  (Cloning)
           ความหมายของโคลนนิ่งในทางปศุสัตว์  คือ  การผลิตสัตว์ให้มีรูปร่างลักษณะแสดงออก  (phenotype)  และลักษณะพันธุกรรม  (genotype)  เหมือนกันทุกประการ  อาจทำไ้ด้โดยการตัดแบ่งตัวอ่อน  (embryo  splitting)  หรือการย้ายฝากนิวเคลียส  (nuclear  transfer)

ประโยชน์ของการโคลนนิ่ง
               1.ด้านสาธารณสุข  โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับเทคโนโลยีอย่างอื่น  เช่น  การย้ายฝากสารพันธุกรรม
               2.ด้านการเกษตร  สามารถเพิ่มจำนวนสัตว์ที่มีพันธุกรรมดี  โดยย้ายฝากนิวเคลียสจากเซลล์ตัวอ่อนที่มีพันธุกรรมดีเลิศหรือจากโซมาติก เซลล์ของสัตว์เต็มวัยที่พิสูจน์แล้วว่ามีพันธุกรรมและลักษณะที่แสดงออกเป็น ที่ต้องการ  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 ซึ่งเป๋นตำแหน่งที่มีนิวเคลียสอยู่และสามารถตรวจสอบได้โดยการย้อมสี นิวเคลียสที่ดูดออกมาด้วยสีเฉพาะ เช่น Hoechst33342 เมื่อได้เซลล์ตัวรับแล้วก็ย้ายนิวเคลียสจากเซลล์ตัวให้ที่ต้องการและจัด เตรียมไว้แล้วให้แก่เซลล์ตัวรับ 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 Gของวงจรเซลล์ (cell cycle) ซึ่งเป็นระยะที่นิวเคลียสไม่มีการสร้าง mRNA คล้ายกับธรรมชาติของเซลล์ตัวอ่อนในระยะ 3 วันแรกหลังปฏิสนธิ

ขั้นตอนการโคลนนิ่งสัตว์

วันอังคารที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2555

ผู้จัดทำ


                                                                 ชื่อ  อภิสิทธิ์  สาระทิศ
                                                                ชั้นมัธยมศึกษาปีที่2/1 เลขที่6
                                                                 โรงเรียนชุมชนบ้านพุเตย