გაყინვით გამოშრობას ფართო გამოყენება აქვს. ამზადებენ შოკოლადით დაფარული მარწყვის უგემრიელეს დესერტს, საკვებს ასტრონავტებისთვის; ამჯერად, ეს მეთოდი შეიძლება დნმ-ისა და უჯრედის ინფორმაციის შენახვისთვისაც გამოიყენონ კლონირების მიზნით.
უჯრედების ყინვით გამოშრობის წარმატების მაჩვენებელი საკმაოდ დაბალია, 0,2 პროცენტი და შესაბამისად, ჯერ კიდებ დიდი გზა აქვს გასავლელი, ვიდრე კლონირებისა და შენახვის სტანდარტულ სტრატეგიად იქცევა; თუმცა, ნაბიჯი ნამდვილად ამაღელვებელია.
„ბიომრავალფეროვნების შენარჩუნება უმნიშვნელოვანესი ამოცანაა, მაგრამ ღეროვანი უჯრედების, როგორც გენეტიკური რესურსის თხევადი აზოტის გამოყენებით შენახვა რთულია და ძვირი, თანაც ადვილად ნადგურდება კატასტროფების დროს“, — წერენ იაპონიის იამანაშის უნივერსიტეტის მკვლევრები, რომლებსაც საიაკა ვაკაიამა ხელმძღვანელობდა.
მათი განცხადებით, კვლევაში აჩვენეს, რომ გაყინვით გამომშრალ სომატურ უჯრედებს შეუძლია წარმოქმნას ჯანსაღი, ნაყოფიერი კლონები, რაც მიუთითებს, რომ ეს მეთოდი შეიძლება მნიშვნელოვანი იყოს ალტერნატიული, იაფი, უსაფრთხო და თხევადი აზოტისგან თავისუფალი ბიობანკების შესაქმნელად.
გაყინვით გაშრობა სათუთი, მაგრამ ინტენსიური პროცესია. წარმოიდგინეთ, რაღაცას რამდენიმე ეტაპად ყინავთ იქამდე, ვიდრე ის დაახლოებით -80 გრადუს ცელსიუსს მიაღწევს, შემდეგ კი ვაკუუმის კამერაში მაღალი წნევის ქვეშ ათავსებენ.
ეს პროცესი წყალს ყინულად გარდაქმნის ყინულის დიდი კრისტალების გარეშე, რომლებიც უჯრედის კედლებს არღვევენ; წნევა კი წყალს მყარი მდგომარეობიდან პირდაპირ აირადში გარდაქმნის, რომელიც შემდეგ პროდუქტისგან გაიწოვება. ეს ყველაფერი მრავალგზის მეორდება, ვიდრე საგანი არ დამსუბუქდება და ხრაშუნა არ გახდება, მაგრამ ხელუხლებელი რჩება მისი სტრუქტურის დიდი ნაწილი.
გაყინვით გამოშრობას ძირითადად კვების ინდუსტრიაში იყენებენ, სადაც ის საკვებ ნივთიერებებს და გემოს ხელუხლებლად ინარჩუნებს. ასევე გამოიყენება ფარმაცევტულ პროდუქტებში.
მას შემდეგ, რაც გაყინვით გამომშრალი ნივთი დანიშნულების ადგილას მივა, შესაძლებელია მისი რეჰიდრატაცია, რა დროსაც მრავალი თვისება იგივე რჩება. პროცესი საკმაოდ მარტივია და უკვე ათწლეულებია, წარმატებით გამოიყენება. თუმცა, სრულიად ახალია მისი გამოყენება უჯრედებში, რომლებიც შემდეგ რეპროდუქციის მიზნით გამოიყენეს.
სხვათა შორის, მკვლევართა ამავე ჯგუფმა ექსპერიმენტი ჩაატარა გაყინვით გამომშრალ სპერმაზე, რომელიც მერხის უჯრაში ტემპერატურის კონტროლის გარეშე წლის განმავლობაში შეინახა, ასევე საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე ხუთი წლის განმავლობაში. შთამომავლობა ორივე პროდუქტმა წარმოქმნა, მაგრამ წარმატების საკმაოდ დაბალი მაჩვენებლით.
„გაყინვით გამოშრობა შეიძლება საუკეთესო გზა იყოს გენეტიკური პროდუქტების დიდი ხნით, უსაფრთხოდ შესანახად, თანაც იაფად და სპეციფიკური ადგილმდებარეობის საჭიროების გარეშე“, — წერენ მკვლევრები.
მათი განცხადებით, ამ დროისათვის ერთადერთი უჯრედები, რომლებმაც გაყინვით გამოშრობის შემდეგ შთამომავლობა წარმოშვა, არის მომწიფებული სპერმატოზოიდები. უნაყოფო მამაკაცების სპერმატოზოიდებისა და ნაყოფიერი ქალების ოოციტების შეგროვება რთულია.
ცხოველების კლონირებისას საჭიროა არარეპროდუქციული (სომატური) უჯრედი ცხოველის მთელი დნმ-ით. დნმ-ით სავსე ეს პაკეტი შემდეგ თავსდება კვერცხუჯრედში, შემდეგ კი შესაძლებელია ნაყოფის ზრდის პროცესის დაწყება.
კლონირება სულაც არ არის ყველაზე მარტივი გზა მომავლისთვის გენეტიკური მასალის შესანახად, მაგრამ უზრუნველყოფს, გქონდეთ ცხოველის მთლიანი გენეტიკური მასალა, მაშინ, როცა რეპროდუქციული უჯრედების შემთხვევაში ნახევარი გენეტიკური მასალაა.
ამჟამად, სომატურ და რეპროდუქციულ უჯრედებს, როგორც ბიობანკების, ისე სხვა მიზნებისთვის, ინახავენ თხევად აზოტში; ტემპერატურის სწრაფად გაზრდის შემთხვევაში, შესაძლებელია ამ უჯრედებისთვის სიცოცხლის დაბრუნება.
თუმცა, მკვლევრებს სურდათ გაერკვიათ, როგორ იმუშავებდა გაყინვით გამოშრობა და ამისათვის გამოიყენეს თაგვის სომატური უჯრედები, რომლებიც გაყინვით გამოაშრეს და ცხრა თვის განმავლობაში შეინახეს -30 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე.
უჯრედები მოკვდა და მნიშვნელოვნად დაზიანდა დნმ, მაგრამ მკვლევრებმა გადარჩენილი გენეტიკური ინფორმაციის გამოღება შეძლეს და ის ახალ უჯრედებში მოათავსეს, რომლებიც ადრეული ემბრიონული უჯრედული ხაზები გახდა.
ამის შემდეგ, ამ უჯრედებს გამოაცალეს ბირთვული ინფორმაცია და ის ახალ ემბრიონში შეიყვანეს, რითაც შესაძლებელი გახდა კლონირებული თაგვების წარმოქმნა. თუმცა, ეს პროცესი სრულყოფილი არ არის. ყველა ნაბიჯი სწორად წავიდა — რეჰიდრატაციიდან დაწყებული, უჯრედული ხაზის ჩამოყალიბებითა და კლონირებული თაგვების ნამდვილად ზრდით დამთავრებული — მაგრამ ეს მხოლოდ მცდელობათა 0,2 პროცენტის შემთხვევაში მოხდა. შედეგად, ამ მეთოდს წარმატების უფრო დაბალი მაჩვენებელი აქვს, ვიდრე ცხვარ „დოლის“, რომლის შემთხვევაშიც ეს მაჩვენებელი 0,4 პროცენტი იყო.
გარდა ამისა, ზოგიერთი თაგვი ზუსტი კლონი არ აღმოჩნდა, დნმ-ის დაზიანების გამო ჰქონდათ ეპიგენეტიკური პათოლოგიები. ერთ საინტერესო შემთხვევაში, უჯრედულმა ხაზებმა Y ქრომოსომა დაკარგა და მამრის ნაცვლად მდედრი გამოვიდა; შესაბამისად, ამ პროცესის დასახვეწად ჯერ ბევრი სამუშაოა ჩასატარებელი.
ამ ყველაფრიდან გამომდინარე, თუ წარმატების მაჩვენებელი თანდათანობით გაუმჯობესდება, ასე დეგრადირებული უჯრედებიდან და დნმ-დან ცხოველების კლონირების შესაძლებლობა სხვა სფეროებშიც იქნება სარგებლის მომტანი. დროთა განმავლობაში, საუკეთესოდ შენახული დნმ-იც კი დეგრადირდება; თუ გადაშენებულ ცხოველთა კლონირება გვსურს, საჭიროა, საუკეთესოდ ვიცოდეთ არასრული ან დეგრადირებული დნმ-ისგან კლონირება.
ეს ყველაფერი ჯერ საკმაოდ შორს არის, მაგრამ მაინც საინტერესოდ ჟღერს.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
