دستیابی به فناوری تعیین جنسیت دام‌ها پیش از لقاح
با توجه به اهمیت انتخاب جنسیت دام‌ها برای بازدهی بیشتر در صنعت دام، پژوهشگران سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران با فناوری انتخاب اسپرم، جنسیت جنین دام را پیش از لقاح تعیین کردند.
موبنا-به نقل از سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، جداسازی اسپرم‌های دامی به منظور تولید رویان‌های دارای جنسیت مشخص بر اساس روش‌های جداسازی ایمونولوژیکو هیدرودینامیکی در چیپ‌های میکروسیالاتی در این سازمان با همکاری اسماعیل پیش‌بین و محمد زندی از اعضای هیئت علمی سازمان در حال انجام است.
زمانیان، معاون وزیر علوم و رئیس سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران در این خصوص گفت: توانایی پیش انتخاب جنسیت دام از طریق جدا کردن اسپرم دارای کروموزوم X و Y برای صنعت پرورش دام اهمیت بسزایی دارد. این قابلیت در برنامه اصلاح دام‌های ماده به خصوص برای تولید شیر و در نرها برای تولید گوشت و افزایش تعداد دام مورد توجه است. تاکنون تلاش‌هایی به منظور جداسازی اسپرم‌های دارای کروموزوم X و Y با استفاده از تکنیک‌های مختلف مبتنی برحجم و تحرک اسپرم، الگوهای شنا کردن، مارکرهای سطحی و خواص ایمونولوژیکی مربوطه انجام شده است. با این حال، بسیاری از این روش‌ها قادر به ایجاد جداسازی معنی‌دار نبوده و یا تکرارپذیر نیستند.
زمانیان گفت: جداسازی اسپرم‌هایی با کروموزوم X و Y در چند کشور به صورت تجاری برای گاو انجام می‌شود. این کار عمدتا وابسته به تکنیک فلوسایتومتری است و دقت آن بیش از ۹۰ درصد است. این روش به دلیل افزایش ۲۰ درصدی سلول‌های اسپرم مرده یا آسیب دیده به دلیل القای استرس هیدرودینامیکی در طی فرآیند جداسازی، انکوباسیون با رنگ فلورسنت و مراحل سرد کردن و نگهداری در دماهای پایین قبل از تلقیح باعث کاهش پتانسیل باروری سلول‌های تفکیک شده می‌شود. علاوه بر این کاهش میزان استحصال اسپرم‌های تفکیک شده به حدود دو میلیون اسپرم در هر دوز در مقایسه با دوزهای منی مرتب نشده، که معمولاً دارای غلظت حدود ۲۰ میلیون سلول اسپرم هستند سهم عمده‌ای در محدود کردن استفاده معمول از این روش در دام دارد.
معاون وزیر علوم افزود: اخیرا با پیشرفت در حوزه‌ی سیستم‌های میکروفلوییدیک از این مفهوم برای انتخاب اسپرم استفاده شده است. سیستم‌های میکروفلوییدیک به دلیل ویژگی‌هایی که سلول اسپرم در میکروکانال‌ها از خود نشان می‌دهد، می‌توانند برای جداسازی اسپرم مناسب باشند.این ویژگی‌های اسپرم در میکروکانال‌ها باعث شده تا انتخاب اسپرم با سیستم‌های میکروفلوییدیک بسیار شبیه به شرایط درون تنی باشد. ویژگی‌های حرکتی و رفتاری اسپرم مانند حرکت نزدیک به سطح میکروکانال، حرکت اسپرم خلاف جهت جریان سیال، پاسخ کموتاکسی و … منجر شده است تا بتوان با الهام از این موارد در سیستم‌های میکروفلوییدیک شرایطی را برای جداسازی اسپرم فراهم کرد. تاکنون سیستم‌های میکروفلوییدیک متنوعی برای جداسازی اسپرم‌ها ارائه شده است که به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم می شوند. در روش فعال با استفاده از میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، کموتاکسی و…. اقدام به جداسازی اسپرم می‌شود. در روش غیرفعال اسپرم‌های متحرک در یک محیط و هندسه‌ی خاص با توجه به خاصیت تحرک و پیروی کردن از سطوح میکروکانال، از سایر محتویات نمونه جدا می‌شوند.
وی با اشاره به اینکه امروزه سیستم‌های میکروفلوئیدیک مجتمع شده با روش هایی مانند دی‌الکتروفورز (DEP) و MACS برای آنالیز و جداسازی سلولی استفاده می‌شوند افزود: در این روش از تفاوت در بار غشا (پتانسیل زتا) بین سلول‌های اسپرم حاوی کروموزوم X و Y برای جداسازی استفاده شده است. در این مطالعه از یک سیستم میکروفلوئیدیک مبتنی بر روش دی‌الکتروفورز برای جداسازی سلول‌های اسپرم بدون تأثیر بر تحرک و زنده ماندن‌ی آنها استفاده شده است. در طی فرآیند دی الکتروفورز، سلول‌های اسپرم واکنش متفاوتی نشان دادند بگونه‌ای که اسپرم‌های دارای کروموزوم X در امتداد تراشه از الکترودها دور شده و اسپرم های دارای کروموزوم Y به سمت الکترودها کشیده شدند. استفاده از این روش به پارامترهای مختلف، مانند نوع بافر، ولتاژ و فرکانس اعمال شده وابسته است که کارآیی آن را محدود می کند. در روش جداسازی مغناطیسی مبتنی بر سیستم‌های میکروفلوئیدیک، بر خلاف روش‌های مبتنی بر ستون می‌توان از تماس نمونه با مواد سوپرپارامغناطیس جلوگیری کرد.
همچنین از مزایای جداسازی سلول با استفاده از این استراتژی می‌توان به کنترل سیالات در جریان آرام، پارامترهای قابل تنظیم برای جداسازی و کنترل بصری فرآیند جداسازی اشاره کرد. در مطالعه کنونی یک سیستم میکروفلوئیدیک برای جداسازی مغناطیسی اسپرم‌های دارای کروموزوم X و Yطراحی و بهینه شده است. این عملکرد برای اولین بار با استفاده از نشانگرهای سطحی سلول در سیستم مذکور انجام می‌شود.
ایسنا