مکانیزم¬های مقاومت به خشکی در خانواده Chironomidae و کاربرد¬های آن
توسط: آقای مهندس ناصح ملکی رواسان
با توجه به برگشت¬پذیری برخی از موجودات، از حالت بدون متابولیسم به حالت متابولیک و زنده شدن مجدد گونه¬های شدیداً خشک شده، می¬توان سازمان بیولوژیکی را در سه طبقه کلی زنده، مرده و زندگی مخفی (Cryptobiotic) جای داد. بعضی از موجودات وقتی به طور کامل آب بدن خود را از دست می¬دهند، هیچ گونه علایم حیات در آن¬ها دیده نمی-شود. با این وجود وقتی در معرض آب قرار می¬گیرند، قادر به ادامه زندگی خواهند بود. این حالت بیولوژیکی Anhydrobiosis نامیده می¬شود. لارو کایرونومید خفته (Sleeping Chironomid)، با نام علمی Polypedilum vanderplanki که در حوضچه¬های موقتی در مناطق خشک آفریقای مرکزی مانند نیجریه، اوگاندا و مالاوی زندگی می¬کند، با فرا رسیدن فصل خشکی 8 ماهه، 97% آب بدن خود را از دست داده و به حالت کیسه چرمی در می¬آید. اما با شروع اولین بارندگی در فصل مرطوب، در مدت کمتر از یک ساعت زنده می¬گردد. لاروهای خشک شده ویژگی¬هایی کسب می¬کنند که باعث طبقه¬بندی آن¬ها در گروه بینهایت طلب (Extremophile) می¬شود. مکانیزم¬های مقاومت به خشکی در کایرونومید خفته توسط خود لارو (نه مانند سیست آرتمیا (Artemia salina ) که توسط نسل قبل تدارک دیده می¬شود) و بدون دخالت سیستم عصبی مرکزی (CNS) به کار گرفته می¬شود و بر خلاف آرتمیا پروسه¬های تبدیل وضعیت خشکیده به لارو فعال، بطور متوالی تکرار می¬شود. عمده¬ترین تغییر مشاهده شده در دو وضعیت خشکیده و فعال لارو، جایگزینی آب درون و برون سلولی با قند جادویی تری¬هالوز ساخته شده در اجسام چربی، می¬باشد. استرس¬های محیطی خشکی و شوری با کاهش آب بدن لارو، موجبات بیان ژن¬های دخیل در متابولیسم تری¬هالوز (PvLea1,2,3) را فراهم می¬نمایند. در حین تبدیل فرم فعال به فرم خشکیده تغییرات رفتاری مانند کوتاه شدن، مارپیچی شدن، جمع شدن و تاخوردن، تغییرات فیزیکی مانند کاهش نفوذپذیری، تغییرات بیوشیمیایی مانند فعال شدن پروتئین¬های LEA، HSP، AQPs و Transporters، تغییرات فیزیکی- شیمیایی مانند جایگزینی تری¬هالوز با آب و فرایند Vitrification تری¬هالوز (که به همراه پروتئین¬های LEA به صورت میلگردهای داخل بتن عمل می¬کنند) مشاهده می¬شود. بدین صورت آن¬ها توانایی تحمل شرایط نامساعد مانند دماهای بالای 103، سرمای 270- درجه سانتیگراد، الکل 100%، اشعه گاما Gy K7 و شرایط خلا را کسب می¬کنند. در تبدیل فرم خشکیده به فرم فعال خصوصیات موفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی احیا می¬شود و لارو با ترمیم غشاها، تری-هالوز را به گلیکوژن تبدیل می¬نماید. نظر به اینکه این گونه بزرگترین موجود شناخته شده مقاوم به خشکی می¬باشد به عنوان الگوی مناسب مطالعه مقاومت موجودات پرسلولی در محیط¬های نامساعد مانند فضا مطرح است. در دو مرحله کایرونومید خفته به فضا ارسال شده است. در سال 2007 کایرونومید خفته در قالب پروژهBiorisk به مدت 30 روز در شرایط خلا و در فاصله 400 کیلومتری از زمین قرار گرفت ولی بعد از انتقال دوباره به آزمایشگاه و افزودن آب، لاروها زنده شدند. در پروژه دوم که از سال 2009 آغاز شده و تا 2011 ادامه خواهد داشت، این موجود، الگوی بررسی حیات در کره مریخ خواهد بود. کاربرد در دسترس دیگر استفاده از کایرونومید خفته در آموزش¬های مقاطع دبیرستان و در سطوح بالاتر دانشگاه می¬باشد چرا که این لاروها به راحتی در دمای اتاق قابل نگهداری¬ هستند و در مدت کوتاهی از حالت خشکیده به حالت فعال در می¬آیند. در حال حاضر غذای ماهیان آکواریومی لارو پشه¬های لیوفلیزه است که به علت افت کیفیت و نیز عدم پذیرش توسط بعضی از ماهیان، استفاده از لارو کایرونومید خفته به عنوان غذای جایگزین مطرح شده است. لاروهای این حشره به عنوان غذای ایده¬ال مطرح است و بصورت زنده به ماهیان عرضه می¬شوند. ارائه روش¬های نوین نگهداری غذا، نگهداری آسان و سالم گلبول¬های قرمز و بافت¬های انسان در دمای محیط، بحث کاهش متابولیسم و دمای بدن انسان، تغییر بیان ژن¬های ویژه و انتقال این ژن¬ها به فضا نوردان در دستور کار محققین بیولوژی قرار دارد.
http://www.easy-share.com/1913132146/final movie_x264_xvid.avi