بخشی از مقاله
چکیده
شاید بتوان پیشرفت روزافزون دانش بشری را همچون شهابی تیزرو و با سرعتی چندین برابر نور در جهان کنونی فرض نمود. این امر علاوه بر فواید زیادی که بطور مستقیم بر زندگی انسانها و نسل آینده بشر دارد میتواند به همان اندازه نیز مخرّب، ویرانگر و به دور از اخلاق زیستی باشد و جامعه بشری را به تباهی بکشاند. شاید بتوان از یک کلنی زنبور عسل یا میکروارگانیسمها میلیونها دوز هورمون یا داروی حیاتی گرفت. انسانها در زندگی روزمره خود خیلی از کارها را بدون دخالت موجودات زنده دیگر نمی توانند برنامهریزی و پیگیری نمایند. از جمله می توان به عوامل حیاتی نظیر تولید اکسیژن و غذا توسط گیاهان، تولید محصولات دامی - شیر، گوشت، تخممرغ و غیره - توسط حیوانات اهلی و وحشی اشاره نمود.
انسانها با کمک روشهای علمی جهت بهبود عملکرد و کمیت و کیفیت تولیدات گام برداشته ولی هنوز نتوانسته اند موجودی به دور از نقایص ژنی و کاملا منطبق با محیط زیست موجودات زنده را از طریق روشهای ساده، کارآمد و کم هزینه تولید نمایند. هزاران هزار فرآوردههای عمل آوری شده و مواد بیولوژیک صناعی هنوز نتوانستهاند جای محصول اصلی را پر نمایند و چشم انداز توسعهای آنها برای آینده کاملاً روشن نشده است. در این میان انجام تست های آزمایشگاهی بر روی حیوان بسیار اهمیت دارد زیرا با کمک نتایج حاصل از این آزمایشات و شبیه سازی آنها توسط رایانه میتوان در جهت توسعهی علم و پیشرفت تکنولوژی به ویژه در علوم زیستی در زمان و با هزینه کمتر گام های بلندی برداشت.
مقدمه
تکنولوژی، علم استفاده از ابزار و بیوتکنولوژی، علم استفاده از ابزار در موجودات زنده است. انجام آزمایشات زیستی ٌ بر روی موجودات زنده به زمان طولانی تر و هزینه های بیشتری نیاز دارند. با کمک رایانه و شبیه سازی آزمایشات حیوانی در آزمایشگاه های مجهز میتوان در زمان کمتر و با هزینهی کمتر به نتایج نسبتا دقیق دست یافت
مواد و روش ها
روش های متعددی برای انجام آزمایشات زیستی تهیه و اجراء شده اند که هیچکدام از آنها نتایج صد درصد قابل قبولی را نسبت به کار مستقیم بر روی موجودات زنده ارائه نمی دهند. بعضی از این روشها به کمک معادلات حسابی و هندسی به همراه ضرایب اطمینان بالا - - R2> 0/96 قابل تعمیم دادن به موجود زنده می باشند.
از عمده روشهای مورد استفاده موارد ذیل را می توان نام برد:
-1 روش = in vivoدر بدن دام زنده:
آزمایش مستقیم بر روی موجود زنده - انسان، گیاه، حیوان و غیره -
-2 روش : - in vittro - =in Glass روش آزمایشگاهی= در داخل لوله آزمایش - - 2
-3روش :in situ=in sacco یا : - Mobile - nylon bag کیسه ها ی داکرونی و ایجاد شیار در بدن موجود زنده. - - 3
-4 روش: in silico غربال گری مجازی و پرحجم: شبیه سازی مواد و اثرات بیوشیمیایی آنها از طریق مدل سازی و علم بیو انفورماتیک
این آزمایشات باید توسط متخصّصین مربوطه و در شرایط خاص انجام شوند تا نتایج به دست آمده به واقعیت نزدیک باشند. بر طبق شرایط محیطی - درجه حرارت، رطوبت، نوع تغذیه و غیره - و نوع موجود زنده و شرایط فیزیولوژی آن و غیره نتایج آزمایشات نیز ممکن است در کشورهای مختلف متفاوت باشند .
در حیوانات اهلی خصوصاً نشخوارکنندگان جهت تعیین تجزیهپذیری، مراحل تخمیر، دینامیک و کینیتیک هضم و در اصلاح نژاد دامها و طیور از اصطلاحات و روشهای ذیل استفاده میگردد.
-1 روش = in vivoدر بدن دام زنده:
انجام آزمایشات از راه خوراک دادن یا تزریق مواد به حیوان بوده و به اعداد واقعی دیکترنز است و صحّتو دقّت بالاتری نسبت به روشهای دیگر دارد.
-2 روش آزمایشگاهی :
انجام آزمایشات در داخل لوله آزمایش تحت شرایط آزمایشگاهی بوده و به کمک معادلات رگرسیونی و تابعیت ها قابل تعمیم دادن به روش in vivo است. این روش جهت تعیین قابلیت هضم ماده خشک و ماده آلی و کشت های مداوم میکربی در انکوباتورها و غیره و همچنین در بیوتکنولوژی دام و طیور جهت بررسی اثرات مواد وراثتی نو ترکیب و تولید موجودات ترا ریخته نیز مورد استفاده قرار میگیرد
-3 روش در محل یا :
کیسه های همراه در قسمت روده - دوازدهه - از این روش معمولاً با ایجاد شیار یا سوراخی - فیستول - بیشتر در قسمتهای مختلف دستگاه گوارش - مری، شکمبه، شیردان و روده باریک - ژژنوم - - برای تعیین ضرایب تجزیهپذیری و ناپدید شدن خوراک ها، اثرات هضمی، شمارش میکروارگانیسمها و تعیین سرعت عبور و سرعت تجزیه پذیری خوراک هایی که بطور مستقیم نمیتوانند توسط دامها خورده شوند به کار می رود. بررسی عوارض و اثرات مطلوب و یا نامطلوب این خوراکها نیز با این روش نیز انجام می شود. از روش in situ در دامها و طیور بیشتر جهت انجام آزمایشات تغذیهای - تجزیه پذیری پروتئین های RDP در شکمبه و معادله Mass action و مدل والدو و غیره - و اثرات دارویی مواد گیاهی و کنترل داروهای شیمیایی استفاده میگردد.
-4 روش غربال گری مجازی و پرحجم : - in silico -
روش آزمایشی است که با استفاده از علم بیوانفورماتیک میتواند از طریق تطابق بین دادههای مدل سازی کامپیوتری فعالیتی را شبیهسازی نموده و سپس آن را مورد ارزیابی قرار دهد. امروزه این علم در اصلاح نژاد گیاهان زراعی و علوفهای، دامها و طیور جایگاه ویژهای را به خود اختصاص داده است. در انجام روشهای بیوتکنولوژی، ساخت ترکیبات نوترکیب، بررسی فعالیت ژن یا پروتئین نو ساخته میتوان از روش تطابق بین دادههای مدل سازی کامپیوتری با مشاهدات حاصل از ارزیابی فعال سازی سلولهای دیگر نیز استفاده نمود. اگرچه نگرش in silico هنوز نمیتواند جانشین مطالعات حیوانی و بالینی گردد.
اما دسترسی به اطلاعات مدل سازی کامپیوتری امکان انجام سریعتر و صحیحتری از ارزیابی خطرات احتمالی، حذف گمانهزنیهای بیهدف و غیره موجب کاهش هزینهها و کاهشصرف وقت در انجام آزمایشات گوناگون و گاهاً دشوار میگردد.
