خلاصه سمینارهای دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی
مکانیزمهای مقاومت به خشکی در خانواده Chironomidae و کاربردهای آن
توسط: آقای مهندس ناصح ملکی رواسان
با توجه به برگشتپذیری برخی از موجودات، از حالت بدون متابولیسم به حالت متابولیک و زنده شدن مجدد گونههای شدیداً خشک شده، میتوان 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 میدهند، هیچ گونه علایم حیات در آنها دیده نمیشود. با این وجود وقتی در معرض آب قرار میگیرند، قادر به ادامه زندگی خواهند بود. این حالت بیولوژیکی Anhydrobiosis نامیده میشود. لارو کایرونومید خفته (Sleeping Chironomid)، با نام علمی Polypedilum vanderplanki که در حوضچههای موقتی در مناطق خشک آفریقای مرکزی مانند نیجریه، اوگاندا و مالاوی زندگی میکند، با فرا رسیدن فصل خشکی 8 ماهه، 97% آب بدن خود را از دست داده و به حالت کیسه چرمی در میآید. اما با شروع اولین بارندگی در فصل مرطوب، در مدت کمتر از یک ساعت زنده میگردد. لاروهای خشک شده ویژگیهایی کسب میکنند که باعث طبقهبندی آنها در گروه بینهایت طلب (Extremophile) میشود. مکانیزمهای مقاومت به خشکی در کایرونومید خفته توسط خود لارو (نه مانند سیست آرتمیا (Artemia salina ) که توسط نسل قبل تدارک دیده میشود) و بدون دخالت سیستم عصبی مرکزی (CNS) به کار گرفته میشود و بر خلاف آرتمیا پروسههای تبدیل وضعیت خشکیده به لارو فعال، بطور متوالی تکرار میشود. عمدهترین تغییر مشاهده شده در دو وضعیت خشکیده و فعال لارو، جایگزینی آب درون و برون سلولی با قند جادویی تریهالوز ساخته شده در اجسام چربی، میباشد. استرسهای محیطی خشکی و شوری با کاهش آب بدن لارو، موجبات بیان ژنهای دخیل در متابولیسم تریهالوز (PvLea1,2,3) را فراهم مینمایند. 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 پروتئینهای LEA، HSP، AQPs و Transporters، تغییرات فیزیکی- شیمیایی مانند جایگزینی تریهالوز با آب و فرایند Vitrification تریهالوز (که به همراه پروتئینهای LEA به صورت میلگردهای داخل بتن عمل میکنند) مشاهده میشود. بدین صورت آنها توانایی تحمل شرایط نامساعد مانند دماهای بالای 103، سرمای 270- درجه سانتیگراد، الکل 100%، اشعه گاما Gy K7 و شرایط خلا را کسب میکنند. در تبدیل فرم خشکیده به فرم فعال خصوصیات موفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی احیا میشود و لارو با ترمیم غشاها، تریهالوز را به گلیکوژن تبدیل مینماید. نظر به اینکه این گونه بزرگترین موجود شناخته شده مقاوم به خشکی میباشد به عنوان الگوی مناسب مطالعه مقاومت موجودات پرسلولی در محیطهای 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 آموزشهای مقاطع دبیرستان و در سطوح بالاتر دانشگاه میباشد چرا که این لاروها به راحتی در دمای اتاق قابل نگهداری هستند و در مدت کوتاهی از حالت خشکیده به حالت فعال در میآیند. در حال حاضر غذای ماهیان آکواریومی لارو پشههای 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 ایدهال مطرح است و بصورت زنده به ماهیان عرضه میشوند. ارائه روشهای نوین نگهداری غذا، نگهداری آسان و سالم گلبولهای قرمز و بافتهای انسان در دمای محیط، بحث کاهش متابولیسم و دمای بدن انسان، تغییر بیان ژنهای ویژه و انتقال این ژنها به فضا نوردان در دستور کار محققین بیولوژی قرار دارد.
http://www.easy-share.com/1913132146/final movie_x264_xvid.avi
اینجانب احمدعلی حنفی بجد، دكتراي حشره شناسی پزشکی و استاد گروه حشره شناسي پزشكي و مبارزه با ناقلين دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران هستم. بنده متولد سال ۱۳۵۲ در شهرستان بیرجند و متاهل می باشم.