میرنیوز
تولید مغز اجداد ما در آزمایشگاه!
2021-02-15T09:59:49+03:30
Organoids that contain an ancient version of a gene that influences brain development are smaller and bumpier than those with human genes.
به گزارش ایسنا و به نقل از نیچر، این بافت‌ها که به وسیله‌ی مهندسی سلول‌های بنیادی انسان ساخته شده‌اند را نمی‌توان جلوه‌ی حقیقی مغز این گونه‌ها دانست اما تفاوت‌های زیاد آنها با ارگانوئیدهای انسان‌ها از لحاظ اندازه، شکل و بافت قابل مشاهده است.
این مقاله در ۱۱ فوریه در مجله‌ی "ساینس"(Science) منتشر شده و می‌تواند به دانشمندان در درک رویدادهای ژنتیکی که باعث تکامل مغز انسان شد کمک کند.
گری کمپ(Gray Camp) زیست‌شناس رشد و تکامل از دانشگاه بازل(Basel) سوئیس می‌گوید: این یک مقاله غیرعادی با ادعاهای غیرعادی است. آزمایشگاه او سال گذشته خبر داد که دو ارگانوئید مغز که حاوی ژن نئاندرتال‌ها است را رشد داده‌اند و در ادامه‌ی تحقیقات ژن‌هایی را بررسی می‌کنند که انسان در طول تکامل از دست داده است. اما "کمپ" همچنان در مورد نتایج تردیدهایی دارد و می‌گوید این تحقیقات سوالات بیشتری ایجاد می‌کند که باید در موردشان تحقیقاتی انجام شود.
انسان‌ها بیش از هرگونه‌ی دیگری با نئاندرتال‌ها(Neanderthals) و دنیسووان‌ها(Denisovans) ارتباط ژنتیکی دارند و هنوز هم می‌توان ۴۰ درصد ژنوم نئاندرتال‌ها را در انسان‌های امروزی پیدا کرد. اما محققان برای مطالعه‌ی مغز این گونه‌های باستانی ابزار محدودی در اختیار دارند. بافت نرم این مغزها به خوبی حفظ نشده و بیشتر مطالعات به بررسی اندازه و شکل جمجمه‌های فسیل شده می‌پردازد. اینکه بدانیم تفاوت ژن این گونه‌ها با انسان‌ها چیست موضوع مهمی است زیرا به محققان کمک می‌کند بفهمند چه چیزی به خصوص در مغز باعث شده که انسان‌ها منحصر به فرد باشند.
محققان به سرپرستی آلیسون موتری(Alysson Muotri) که یک دانشمند مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو است از روش اصلاح ژن کریسپر-کس-۹(CRISPR–Cas9) استفاده کردند تا ژن نووا-۱(NOVA۱) نئاندرتال‌ها و دنیسووان‌ها را وارد سلول‌های بنیادی پرتوان انسان کنند. این سلول‌ها می‌توانند به هر نوع سلولی تبدیل شوند. آنها این سلول‌ها را کشت دادند و توده‌هایی شبیه به بافت مغز با عرض پنج میلی‌متر ساختند و همچنین در کنار آن ارگانوئیدهای مغز انسان را برای مقایسه تولید کردند.
بلافاصله مشخص شد که ارگانوئیدهایی که ژن قدیمی نووا-۱ را داشتند متفاوت هستند. متوری می‌گوید: از لحظه‌ای که شکل ارگانوئیدها را دیدیم فهمیدیم که با موضوع جالبی طرف هستیم.
سلول‌های ارگانوئید مغز انسان‌ها صاف و کروی هستند در حالی که ارگانوئیدهای دارای ژن قدیمی سطحی غیرصاف و پیچیده و ابعادی کوچکتر داشتند. نویسندگان مقاله می‌گویند: این تفاوت‌ها احتمالا به خاطر تفاوت در نحوه‌ی رشد و تکثیر سلول‌هاست.
مقایسه‌ی ژنوم‌ها
دانشمندان برای اینکه بفهمند کدام ژن‌های قدیمی در ارگانوئیدها بیان می‌شوند مجموعه‌ای کامل از توالی ژن‌های انسان را با مجموعه‌ای تقریبا کامل از ژن‌های ۲ نئاندرتال و ۱ دنیسووان مقایسه کردند. آنها ۶۱ ژن پیدا کردند که نسخه انسانی آنها با نوع قدیمی آن متفاوت است. از میان آنها ژن نووا-۱ در تشکیل سیناپس‌های مغز و اتصالات عصبی نقش دارد و اگر عملکرد آن مختل شود اختلالات عصبی به وجود خواهد آمد.
ژن نووا-۱ انسان‌ها در یک بخش ساده با نسخه قدیمی آن متفاوت است. نسخه قدیمی آن هنوز در سایر پریمات‌ها موجود است و دانشمندان با استفاده از کریسپر-کَس-۹ آن را ویرایش کردند. این تفاوت کوچک در یک اسید آمینه پروتئین نووا-۱ ساخته شده در ارگانوئیدها وجود دارد. موتری می‌گوید: این واقعیت که امروزه همه‌ی انسان‌ها نوع جدید این ژن را دارند نشان دهنده‌ی آن است که نووا-۱ به ما در مرحله‌ای از تکامل امتیاز فوق‌العاده‌ای داده است. اما سوالی که اکنون وجود دارد این است: این امتیازها چه هستند؟ تفاوت‌های ایجاد شده در ارگانوئیدهای حاصل در سطوح مولکولی ادامه می‌یابد. این گروه ۲۷۷ ژن را یافتند که عملکردی متفاوت در ارگانوئیدهای باستانی و ارگانوئید انسان‌ها داشتند. بعضی از آن ژن‌ها بر روی رشد سیستم عصبی و اتصالات عصبی اثر می‌گذارند. در نتیجه ارگانوئیدهای قدیمی حاوی سطوح مختلفی از پروتئین‌های سیناپسی بودند و نورون‌های آنها الگوهای کم نظم‌تری نسبت به ارگانوئیدهای انسان داشتند. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد این ارگانوئیدها زودتر رشد می‌کنند.
تفاوت‌های بزرگ
ولفگانگ انارد(Wolfgang Enard) یک زیست‌شناس تکاملی از دانشگاه لودویگ مکسمیلیان(Ludwig Maximilian) در مونیخ آلمان می‌گوید: مهمترین یافته آن است که شما می‌توانید ژن را به حالت قدیمی بازگردانید و تاثیرش را بر روی ارگانوئید ببینید.
او بسیار متعجب است که چگونه یک تفاوت کوچک ژنتیکی می‌تواند چنین تغییر واضحی ایجاد کند. اما او در مورد اینکه آیا ظاهر عجیب ارگانوئیدها می‌تواند به ما در مورد مغز نئاندرتال‌ها اطلاعات زیادی بدهد تردید دارد.
"کمپ" همچنین می‌گوید که بعید است این ارگانوئیدهای باستانی بتوانند نمای کاملی از بافت حقیقی نئاندرتال‌ها باشد و به جای آن ممکن است این ویژگی‌هایی که مشاهده می‌کنیم در اثر تغییرات ایجاد شده در پروتئین‌های مهمی در انسان‌ها باشد که بر اثر مجموعه‌ای از جهش‌ها که در طول زمان روی هم انباشته شده‌اند ایجاد شده باشند.
سوزانا هرکولانو هوزل(Suzana Herculano-Houzel) یک دانشمند تکامل عصبی در دانشگاه وندربیلت(Vanderbilt) نشویل(Nashville) تنسی(Tennessee) می‌گوید: رویکرد ویرایش ارگانوئید هنوز می‌تواند برای مطالعه‌ی تکامل مغز پریمات‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
گروه موتری قصد دارند تا ارگانوئیدهای ویرایش شده‌ی دیگری ایجاد کنند که شامل ژن‌های بازگشتی دیگری باشد تا به وسیله‌ی آن مغز انسان را مورد بررسی قرار دهند. اگر محققان بتوانند روند تکاملی که ما را به این‌جا رسانده بفهمند ممکن است بتوانند درک بهتری از بیماری‌هایی که مخصوص مغز انسان هستند پیدا کنند.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز مغز تکامل نئاندرتال دنیسووان ژنتيك کریسپر کس9
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
