تبیان، دستیار زندگی
بیش از صد سال است كه مگس سركه به عنوان یكی از محبوب ترین موجودات آزمایشگاهی در تحقیقات زیستی استفاده می شود. در ابتدا از مگس سركه در مطالعات ژنتیك استفاده می شد...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : زینب باقری
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

هدف: بررسی ایمنی زیستی محصولاتی كه در آنها از نانو ذره‌ های مختلف استفاده شده است

آشنایی با نانوفناوری و ایمنی زیستی

بیش از صد سال است كه مگس سركه (Fruit fly) به عنوان یكی از محبوب ‌ترین موجودات آزمایشگاهی در تحقیقات زیستی استفاده می ‌شود. در ابتدا از مگس‌سركه در مطالعات ژنتیك استفاده می ‌شد، اما مدت زیادی طول نكشید كه در بررسی ‌های بنیادی عالم حیات از اكولوژی گرفته تا علوم اعصاب به كار گرفته شد. دروزوفیلا ملانوگاستر (Drosophila melanogaster) عضوی از خانواده 4000 تایی ملانوگاستر است كه در سراسر جهان یافت می ‌شوند. بسیاری از یافته ‌های مهمی كه امروزه در مورد چگونگی تكوین و بیماری‌ های مختلف انسان می ‌دانیم حاصل تحقیقاتی است كه بر روی مگس سركه صورت گرفته است. دلیل مهم شدن مگس سركه در بررسی ‌های زیستی چیست؟

در واقع مگس سركه آنقدر كوچك است كه می ‌توان صد عدد از آنها را در حجمی به اندازه مشت انسان جای داد و آنقدر سریع تولید‌ مثل می‌كند كه می ‌توان در مدت زمان كوتاهی چندین نسل از آن ها را مورد مطالعه قرار داد؛ از طرفی 75 درصد از ژن ‌های عامل بیماری ‌های ژنتیكی انسان در ژنوم مگس سركه شناسایی شده ‌اند، همچنین 50 درصد توالی ‌های پروتئین ‌های انسان و مگس سركه مشابه هم هستند و بسیاری از فرآیندهایی كه در بدن انسان و مگس سركه صورت می ‌گیرد، به هم شبیهند (‌مانند چگونگی تكوین سلول‌ های مغزی)‌.

شاید جالب باشد كه بدانید اولین جانوری كه به فضا فرستاده شد نه موش آزمایشگاهی و نه میمون، بلكه مگس سركه بوده است. در فوریه 1947 ظرف‌های حاوی مگس ‌های سركه بوسیله راكت V-2‌به فضا پرتاب شد. هدف از این آزمایش بررسی میزان تشعشعات هسته ‌ای در فواصل زیاد از زمین بود. این مأموریت با زنده رسیدن مگس ‌های سركه به زمین با موفقیت به انجام رسید.

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

محفظه مخصوص مگس سرکه برای استفاده در ماموریتهای فضایی

مقدمه

ایمنی زیستی  و نانو فناوری

نانو فناور‌ی با تولید محصولات متعدد به زندگی ما راه پیدا كرده است و هر چند وقت یك بار با محصول جدیدی آشنا می ‌شویم كه ویژگی ‌های جالب و منحصربه فردی دارد تا آنجا كه هر كسی كنجكاو می ‌شود برای یكبار هم كه شده مثلاً با استفاده از اسپری نانو، تمیزی شیشه ‌های ماشینش را تضمین كند و یا با پوشیدن جوراب ‌هایی كه در ساخت آنها از نانوذرات استفاده شده است‌، تا یك هفته از تمیزی جوراب‌ هایش مطمئن باشد. اما باید توجه داشت دانش ما از این فناوری هنوز كامل نشده است و در استفاده از این فناوری به خصوص برای ساخت محصولاتی كه به سرعت وارد بازار مصرف می ‌شوند كمی باید محتاط ‌تر عمل كرد و نسبت به خطراتی كه ممكن است این تركیبات برای سلامت افراد  و محیط زیست به همراه داشته باشند، آگاهی لازم را كسب نمود. مهم ترین محصولاتی که رعایت موارد در مورد آن ها بسیار اهمیت دارد انواعی است که به طور مستقیم در تماس با بدن قرار می گیرد. مانند البسه، مواد ضد عفونی کننده، مواد دارویی و غیره. البته باید توجه داشت که نانو فناوری گستردگی زیادی دارد. مثلا در صنعت ساختمان برای ضد آب نمودن نمای بیرونی استفاده می شود. مطمئنا خطرات احتمالی مواد استفاده شده در صنعت ساختمان به اندازه مثالهای قبل نیست ، اما لازم است ملاحظات مرتبط خصوصا خطرات درازمدت آن را در نظر گرفت.

سؤال مهم این است كه چه خطراتی این تركیبات می‌ توانند داشته باشند؟ تمام انواع نانوذرات  از دو جهت می ‌توانند خطر آفرین باشند؛ اول اینكه وقتی مواد به مقیاس نانو تبدیل می ‌شوند خواص شیمیایی، فیزیكی و زیستی آن ها نسبت به حالت توده ‌ای كاملاً تغییر می ‌یابد و ممكن است در این مقیاس كوچك فرآیندهای مختلفی نظیر اتصال به تركیبات‌، ایجاد واكنش‌ های شیمیایی و غیره را سبب شوند‌. از آن مهمتر در مقیاس نانو كلیه مواد به راحتی می ‌توانند از سدهای مختلف دفاعی بدن نظیر پوست عبور كرده و به بافت‌ها و اندام‌ های داخلی برسند. بر این اساس، گروه ‌های تحقیقاتی مختلف به‌خصوص سازمان‌ های بهداشتی در كنار تحقیقاتی كه برای ساخت و بررسی كاربرد نانوذره ‌ها انجام می‌ شود به هدف آگاهی یافتن از خطرات احتمالی پژوهش ‌هایی در زمینه ایمنی زیستی این تركیبات انجام می ‌دهند.

آینده‌ های شغلی یك زیست ‌شناس ـ متخصص ایمنی زیستی در شركت تولید كننده نانو ذرات

ظهور هر فناوری علاوه بر نقشی كه در پیشرفت زندگی، خواهد داشت ممكن است پیامدهای ناشناخته و خطر‌ناكی نیز به‌ همراه داشته باشد. از این رو هر محصولی كه با استفاده از فناوری‌ های جدید در حوزه زیست‌ شناسی نظیر بیوتكنولوژی و نانوبیوتكنولوژی به بازار عرضه می ‌شود لازم است در ارزیابی ‌های ایمنی زیستی جواب قابل قبولی كسب كرده باشد. این ارزیابی‌ ها بسیار متنوع و وابسته به نوع محصول، مكان و نحوه استفاده از آن ماده و تکنولوژی است.  به‌عنوان نمونه می‌‌تواند مطالعات مختلفی از نحوه اثر محصول تولیدی بر سلامت انسان، محیط زیست، تنوع زیستی و ... را تشکیل دهد. هدف از این مطالعات در مرحله اول بررسی خطرات احتمالی و اطلاع رسانی های بموقع است و در مرحله بعد تصویب استانداردها و دستورالعمل های مختلف خواهد بود. حوزه نانو فناوری از زمینه های مهم و تاثیر گذار در پیشرفت کشور است، اما لازم است برای توسعه پایدار این فناوری،  اثرات و خطرات احتمالی مرتبط با آن شناسایی، مطالعه و اطلاع رسانی شود. به همین دلیل در کنار محققین و صنعتگران فعال در عرصه تولید نانومواد و تجهیزات مرتبط، پژوهشگرانی با تخصص های مختلف نظیر زیست شناسی، سم شناسی، سلول شناسی، پزشکی، سرطان شناس و غیره نیاز است که به پایش و بررسی تبعات این فناوری بپردازند.

مگس سركه

یكی از پرطرفدارترین موجودات مدل  كه در آزمایشگاه استفاده می‌شود، مگس سركه (دروزوفیلا) است. دروزوفیلا نوعی مگس میوه است كه بعد از آزمایش ‌های ژنتیكی كه توماس مورگان بر روی آن انجام داد،  معروف و در آزمایش‌ های مختلف زیست ‌شناسی به ‌عنوان جانور مدل به ‌كار گرفته شد‌. مگس سركه را به ‌راحتی می ‌توان در آزمایشگاه پرورش داد؛ سرعت تكثیر این مگس‌ زیاد است و به ‌همین علت می ‌توان، تأثیر مواد جهش ‌زای مختلف را بر روی صفات مگس مورد مطالعه قرار داد.

دو روز بعد از تخم ‌گذاری توسط حشره ماده، موجودی كرمی شكل و كوچك ( تقریباً 1 میلی ‌متر‌) از تخم خارج شده و حدود 7 روز بدون هیچ وقفه ‌ای غذا می‌خورد. این دوران كه دوران لاروی مگس سركه است خیلی هم یك نواخت نبوده و لارو مگس سه بار پوست اندازی كرده و در نهایت در طول مدت 8 روز چهار برابر اندازه اولیه خود می ‌شود. بعد از آن‌كه لارو به اندازه كافی غذا خورد در گوشه ‌ای بی حركت می ‌ماند و شفیره را ایجاد می ‌كند‌. در این زمان لارو كه شبیه یك كرم تپل شده است مكانی نسبتا خشك را پیدا كرده و بی ‌حركت می‌ ماند و كم‌كم پوسته زردی اطرافش ایجاد شده و در این شكل جدید شفیره نامیده می ‌شود. در هفت روز آینده زندگی مگس دچار تغییرات بنیادینی خواهد شد كه همه این تغییرات داخل شفیره رخ می ‌دهد و به اصطلاح دگردیسی انجام می ‌شود. در این دوران مگس، دارای اندام‌ های حركتی جدیدی (بال‌ ها و 3 جفت پا ) شده و بعد از تمام شدن دگردیسی، مگس بالغ از شفیره خارج می‌ شود‌. مگس که خارج می ‌شود در ابتداء جثه ‌ای طویل و بال ‌های غیر گسترده دارد، ولی در مدت کوتاهی بال‌ ها باز و گسترده شده و به‌ تدریج بدن حشره شکل طبیعی خود را به‌ دست می ‌آورد‌ و رنگ آنها از روشن به تیره تغییر می ‌كند. رنگ مگس‌ ها معیار خوبی برای تشخیص مگس‌ های تازه خارج شده از مگس ‌های قدیمی ‌تر است. دوران لاروی و شفیرگی مگس كاملاً وابسته به دما است؛  به‌‌ طوری‌كه دمای پایین تر از 25 درجه سانتی گراد این دوران را كند و دمای بالاتر آن را سریع می ‌كند.

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

قبل از هر چیز طریقه شناسایی نرها و ماده ‌ها دارای اهمیت است و با تجربه و تمرین می ‌توان جنس مگس ‌های با‌لغ را با چشم غیر ‌مسلح و بدون استفاده از استریو‌میکروسکوپ تشخیص داد‌. همانند بسیاری از جانوران، دو جنس نر و ماده مگس سركه از نظر ظاهری تفاوت ‌هایی با هم دارند كه برای تفكیك دو جنس می ‌توان از آنها بهره‌برد. در ماده ‌ها قسمت انتهای شکم کشیده و در نرها این قسمت نسبتاً گرد است‌. ناحیه شکم در ماده‌ ها با گذشت زمان و با‌لغ شدن تخم‌ ها بزرگ می ‌شود كه این تغییر را به‌ راحتی می‌ توان تشخیص داد‌. در بسیاری از نمونه ‌ها از جمله نوع وحشی مگس ‌سرکه، طرح نوارهای تیره در بندهای شکمی در دو جنس متفاوت است. در قسمت شکم در ماده ‌ها هفت بند و نرها پنج بند وجود دارد. علاوه بر این، مگس ‌نر شكم سیاه ‌تری نسبت به مگس ماده دارد.

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

مظالب مرتبط:

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه اول

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه دوم

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه سوم

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه چهارم

اثر نانو ذره نقره بر طول عمر مگس سركه، جلسه پنجم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: زینب باقری

تنظیم: زینب شاه مرادی