سه تحول اساسی مانند تعیین توالی ژنوم مانند پروژه ژنوم انسان و ایجاد دانش OMICS و تئوری های مبتنی بر کامپیوتر و مدل سازی زیستی باعث پیشرفت عظیم زیست شناسی شد.
دانش های OMICS شامل ژنومیکس،پروتئومیکس،متابولومیکس و … می شود،که هرکدام دارای زیرشاخه های دیگری هم هستند.
در این مقاله به شرح دانش ژنومیکس و تاریخچه آن و بیوانفورماتیک که با ژنومیکس به همکاری هم می پردازند، پرداخته می شود.
تاریخچه مختصر ژنومیک
DNA برای اولین بار در اوایل سال 1869 با پیشرفت های فناوری در دهه 1950 مانند ایجاد ایزوتوپ ها و مولکول های زیستی رادیواکتیو جدا شد. همچنین در این مدت ، توصیف ساختار مارپیچ DNA توسط دانشمندان جیمز دی واتسون و فرانسیس H.C کریک در سال 1953 انجام شد.
آزمایشگاه ژنومیکس در سال 1381 با افتتاح پژوهشکده، فعالیت خود را آغاز نمـوده است بدیـن ترتیب که با تمرکـز بر فناوریهای نوین امیکس (omics)، نظیر ژنومیکس، اپی ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس، و به کارگیری روشهای بیوانفورماتیک برای تحلیل مسیرهای مولکولی و درک چگونگی عملکرد سیستمهای زیستی و مکانیسمهای مولکولی صفات مهم دامی، گیاهان زراعی و باغی تلاش مینماید.
ژنومیکس
ژنومیکس یک علم بین رشته ای از زیست شناسی است که بر ساختار ، عملکرد ، تکامل ، نقشه برداری و ویرایش ژنوم ها تمرکز دارد.
ژنوم مجموعه کاملی از DNA ارگانیسم است که شامل همه ژن های آن است. برعکس ژنتیک ، که به مطالعه ژن های فردی و نقش آنها در وراثت اشاره دارد ، هدف ژنومیکس خصوصیات و کمی سازی جامع همه ژن های ارگانیسم ، روابط متقابل و تأثیر آنها بر ارگانیسم است. ژن ها ممکن است تولید پروتئین ها را با کمک آنزیم ها و مولکول های پیام رسان هدایت کنند. به نوبه خود ، پروتئین ها ساختارهای بدن مانند اندام ها و بافت ها را تشکیل می دهند و همچنین واکنش های شیمیایی را کنترل می کنند و سیگنال ها را بین سلول ها حمل می کنند.
ژنومیکس همچنین شامل توالی و تجزیه و تحلیل ژنوم ها از طریق استفاده از توالی DNA با توان بالا و بیوانفورماتیک برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل عملکرد و ساختار کل ژنوم ها است.
پیشرفت در ژنومیکس انقلابی در تحقیقات مبتنی بر کشف و سیستم بیولوژی برای تسهیل درک حتی پیچیده ترین سیستم های زیستی مانند مغز ایجاد کرده است. این زمینه همچنین شامل مطالعات پدیده های درون ژنومیک (درون ژنوم)، پدیده هایی مانند اپیستاز (اثر یک ژن بر ژن دیگر) ،پلیوتروپی (یک ژن که بیش از یک ویژگی را تحت تأثیر قرار می دهد) ،هتروزیس(توان هیبریدی) و دیگر فعل و انفعالات بین جایگاه و آلل در ژنوم.
پروژههای متعددی در این واحد اجرا شده یا در حال انجام میباشد که میتوان به پروژه جامع انتقال ژن چندقلوزایی به گوسفند افشاری، بهبود صفات کیفی لاشه گوسفند افشاری توسط مارکرهای مولکولی، بررسی بیان ژنهای مرتبط با مقاوت در مقابل استرس سرمایی در جوجههای گوشتی، ارائه روشهای مناسب مبتنی بر واکنش زنجیره ای پلیمر از PCR برای شناسائی و ردیابی مهمترین با کتریهای عامل پوسیدگی سیب زمینی در استان زنجان،تنوع ژنتیکی بز اهلی و وحشی شمال ایران با استفاده از DNA میتوکندریایی و تشخیص عوامل باکتریایی مولد سقط جنین با استفاده از PCRدر گوسفند افشاری اشاره نمود. علاوه بر این، طرحهای مختلفی دیگری در زمینه شناسایی ژنهای کلیدی، نقشهیابی صفات مهم دامی و زراعی با استفاده از تکنولوژی مهندسی ژنتیک اجرا گردیده که دستاوردهای آن در قالب ثبت ژنها و توالی در بانک ژن بینالمللی و ارائه دهها عنوان مقاله در کنفرانسها و مجلات معتبر داخلی و خارجی ارائه گردیده است. در حال حاضر این بخش با استفاده از اعضای هئیت علمی تمام وقت و پاره وقت، کارشناسان پژوهشی و با استفاده از پتانسیل دانشجویان ارشد و دکترا در حال اجرای وظایف محوله میباشد.
تجهیزات آزمایشگاه اختصاصی ژنومیکس از جمله موارد زیر میباشد:
1- دستگاه ریل تایم پی سی ارReal time PCR
دستگاه ریل تایم یکی از ابزارهای حیاتی در زمینه علوم زیستی است که جهت تحلیل مولکولی و بررسی نمونه‌های DNA یا RNA استفاده می‌شود. Real-time PCR machine یک دستگاه آزمایشگاهی است که برای انجام آزمایش PCR (Polymerase Chain Reaction) در همان لحظه ی انجام واکنش استفاده می‌شود. PCR یک روش مولکولی است که برای تکثیر DNA استفاده می‌شود. دستگاه ریل تایم می‌توانند DNA را در مدت زمان کوتاهی تکثیر کنند و نتایج آزمایش را در همان زمان ارائه دهند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که RealTime PCR برای کاربردهای مختلفی در زمینه پزشکی، کشاورزی و سایر صنایع مفید باشند. این دستگاه از فناوری پیشرفته‌ای برای آمپلیفیکیشن و اندازه‌گیری دقیق مقدار اولیه مولکول مورد نظر استفاده می‌کند.با توجه به توانایی آن در ارائه نتایج سریع و کمیتی، دستگاه ریل تایم در آزمایشگاههای تحقیقاتی و بالینی جایگاه مهمی دارد. این دستگاه در تشخیص بیماری‌ها، تحقیقات داروسازی و دیگر زمینه‌های علوم زیستی اثربخشی بالایی دارد.
به منظور ارائه خدمات بهتر، هرگونه پیشنهاد و انتقاد سازنده خود را با ما در میان بگذارید
