مقدمه:

در سال های اخیر پیشرفت های چشم گیری در انجام لقاح مصنوعی صورت گرفته است، برای نمونه امروزه امکان جداسازی اسپرم های حاوی کروموزم های جنسی X و Y (که در تعیین جنسیت نقش دارند) وجود دارد. در پستانداران ترکیب کرموزوم های جنسی XX جنس مونث و ترکیب کروموزوم های جنسی XY جنس مذکر را بوجود می آورد. کرموزوم های X و Y به طور قابل توجهی از نظر طول متفاوت هستند.

تمایز اسپرم ها :

چندین روش مختلف برای برای تمایز اسپرم های نر از ماده وجود دارد از جمله روش فلوسایتومتری که می تواند با دقت بیش از 90درصد این کار را انجام دهد. از آخرین پیشرفت های اخیر در تعیین جنسیت اسپرم میتوان به استفاده از فناوری نانو با روش طلای متصل شده به مولکول های زیستی اشاره کرد که چشم انداز خوبی در آینده برای تعیین جنسیت اسپرم دارد.

در این روش از نانوذرات طلا (AuNPs) برای شناسایی توالی خاصی از کروموزوم Y در اسپرم استفاده شده است. باید به سه نکته اصلی در این روش توجه کرد:
1) نفوذ نانوذرات عامل دار شده از طریق غشای اسپرم
2) جفت شدن DNA کاوشگر خاص روی نانو ذره با DNA دو رشته ای کروموزوم Y و ایجاد حالت سه رشته ای DNA
3 ) تشخیص الگوی سیگنالی خاص برای جداسازی اسپرم ها حاوی کروموزم های Y و X از هم

جذب نانوذرات به سلول

برای جذب نانوذرات به سلول، نانوذرات را به وسیله پپتیدهایی که در نفوذ به سلول نقش دارند می پوشانند مثل cell penetrating peptides (که مخفف آن CPPs می باشد).

شناسایی کروموزوم Y

علاوه بر پپتیدهای عبوری از غشا نیاز به کاوشگر نوکلیک اسید برای شناسایی کروموزوم Y می باشد که با نانوذرات طلا کانژوگه می شود. بنابراین نانوذرات طلا مجبور به حمل دو بیومولکول عملکردی بر سطح خود می باشند که به وسیله گروه تیولی اتصال کوالانسی با آن ها برقرار کرده است.

برهمکنش نانوذرات با غشای سلولی بسیار پیچیده است که به چند عامل درونی و بیرونی بستگی دارد که از این بین می توان به تعیین رفتار ذرات نانو ، اندازه ، شکل آن و لیگاند اشار کرد. جذب نانوذرات به سلول های مختلف متفات می باشد و این به دلیل سیالیت غشا، بار سطح آن ها و مولکول های کاربردی است که به غشای خارجی متصل است.

سمیت نانوذره

البته جای این نگرانی وجود دارد که آیا نانوذرات طلا می توانند اثرات سمی بر روی سلول های پستانداران داشته باشند؟! اطلاعات مربوط به سمیت AuNPs بسیار متفاوت است، که دلیل اصلی آن رده های سلولی مختلف، سنتز متفاوت نانوذرات و همچنین شرایط آزمایشگاهی متفاوت می باشد.

مکانیسم عمل

قاعده اصلی تشخیص این روش بر این اساس استوار است که در اسپرم هایی که حاوی کروموزوم Y هستند نانوذرات طلا می توانند به دلیل کاوشگر DNA که بر سطح خود دارند با توالی های تکراری و خاص کروموزوم Y برهمکنش داشته باشند که موجب کاهش فاصله بین این نانوذرات می شوند در نتیجه این نانوذرات انباشته و جمع می شوند و همین موضوع باعث می شود که یک شیفت bathochromic در ماکزیمم پیک و همچنین افزایش قابل توجهی در جریان bathochromic طیف بوجود بیاید. در حالی که در اسپرم های حاوی کروموزوم X این اتفاق نمی افتد.

با توجه به افزایش جمعیت جهان، به منظور پاسخگویی به تقاضای جهانی مواد غذایی همراه با رشد جمعیت می توان از این تکنیک برای تولید گاوهای ماده شیرده استفاده کرد، که این تنها یک مثال از کاربرد این تکنیک می باشد.

برای مشاهده کلیپ تلگرامی این تکنیک جالب کلیک کنید🎥

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی