וִידֵאוֹ: התחרות מעוררת השראה למחקר התחדשות גפיים
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
תחרות רצף הגנום מחדשת את המחקר התחדשות.
ל- Wei Zhu ו- Gerald Pao היו שאלות לגבי מנגנונים בסיסיים שמאפשרים לכמה תאים אנושיים ובעלי חיים לשנות זהות, ולהיות דומים יותר לתאי גזע. דייוויד מ 'גרדינר וס' רנדל ווס הסתלקו במשך שנים בתעלומות הסלמנדרה, יצור שתאיו יכולים להשתנות שוב ושוב לחלק גוף חדש לגמרי. כך שכאשר הגיע סיכוי למפל נתונים שיכול לעזור לכל החקירות המגוונות שלהם, החוקרים הללו, שבסיסם בקליפורניה ובקנטקי, איגדו את רעיונותיהם ונכנסו לתחרות.
הצעתם הגיעה ל Roche Biosciences בפאלו אלטו, קליפורניה. בהתרגשות להדגים טכנולוגיה חדשה גבוהה בעלות נמוכה של רצף דנ"א, ערך רוש תחרות שחיפשה פרויקטים מעניינים בשנה שעברה, והציע פרס ראשון של מיליון זוגות בסיסי DNA ". שווה של רצף בחינם. פאו וג'ו, שניהם חוקרים פוסט-דוקטורט במכון סאלק ללימודים ביולוגיים בלה ג'ולה, קליפורניה, שלחו את ההצעה הזוכה לפרויקט שישתמש בטכניקות מרובות כדי לבחון מה קורה ברמה המולקולרית כאשר תאי סלמנדר מתחילים לבנות מחדש אבודים אֵיבָר.
השאלה רלוונטית לא רק לסלמנדרות אלא להבנה האם בני אדם יוכלו לבצע אי פעם את אותה הישג, אולי על ידי הפיכת התאים שלנו לחזור למצב דמוי גזע. כעת, לאחר שמשתפי הפעולה סיננו חלק מנתוניהם, פרויקט הרצף הרציני מניב נאגטס מידע בעל ערך לכל אחד מהם, תוך פוטנציאל להחיות את המחקר על התחדשות הסלמנדרה.
פאו וג'ו התמקדו בשלב המוקדם ביותר של ריפוי בתאים באתר של איבר סלמנדרה קטוע, ובחנו רצועות DNA שהתרחקו וככל הנראה הכילו גנים שעומדים להידלק. רצף חומר זה גילה כי גנים המעורבים לכאורה בהפעלת תוכנית ההתחדשות התאית הם מאותם אלה הפעילים בתאי גזע עובריים, דבר המצביע על כך שהתאים חזרו למצב פרימיטיבי יותר. "יש לנו כמה גנים מועמדים מעניינים מאוד שביסודם כמעט פעילים בתאי נבט", אומר ג'ו, "ואנחנו מנסים להגדיר את תפקידם.".
"ברור שהמטרה היא להבין אילו גנים מופעלים במהלך ההתחדשות ולהבין יותר מהתהליך", מסביר הבוס של ג'ו, טוני האנטר. אולם להבין קל יותר אילו גנים חשובים יהיה אם מדענים ידעו באיזה סוג גנים יש הסלמנדרה. למרבה הצער, האנטר מעיר, "אין רצף שלם.".
הסיבה לכך היא שגנום הסלמנדרה הוא עצום, "פי 10 מגודל רצף הגנום האנושי", מציין האנטר. גודלו תמיד הפחיד רצפים עתידיים בגלל העלות של שיטות רצף מסורתיות, אומר ווס, ביולוג מאוניברסיטת קנטקי, שמנהל את מאגר Sal-Site לנתוני גן סלמנדרה. הוא השתמש בחלק מפרס הרצף החינמי לקריאת נתחי גנום גדולים, בין השאר כדי לחקור את המבנה הכללי שלו. התוצאות גילו כי גנים של סלמנדרה מאורגנים בדומה לגנים אנושיים, כאשר מתיחות DNA המקודדות חלבון מופרעות על ידי קטעים לא מקודדים, הנקראים אינטרונים. בסלמנדרות, לעומת זאת, האינטרונים הם עצומים ומלאים ברצפים חוזרים ונשנים, מה שעוזר להסביר סוף סוף את הגודל יוצא הדופן של הגנום.
הקבוצה גם קטלגה גנים חדשים שהיו להם מקבילה ברורה בבני אדם ובחולייתנים אחרים, צעד לקראת להבין אם משהו ייחודי לסלמנדרות מאפשר להם להתחדש. "מה שתחרות רוש עשתה היה לקחת אותנו מקצת יותר מ -1,000 גנים של אקסולוטל [סלמנדרה] שהיו בבירור אורתולוגים של גנים אנושיים לעכשיו שיש להם 10,000", אומר גרדינר מאוניברסיטת קליפורניה באירווין. "זה לא כולם, אבל זו קפיצה קוונטית.".
כל הטענות המרתקות שיצאו מפרס הרצף כל אחד מהחוקרים משתוקק יותר. פאו וז'ו חושבים שמחקרים מולקולריים נוספים של סלמנדרות יכולים להניב תובנות לגבי מנגנונים אוניברסליים יותר בתאי גזע עובריים, למשל. לאחר שראה מה יכול להשיג גישה לטכנולוגיית רצף זולה יותר, גרדינר חושב שהפרויקט יזניק עידן מולקולרי חדש במחקר התחדשות סלמנדרה, שהוא מודה שהגיע למבוי סתום באמצעות טכניקות ביולוגיה מסורתיות.
"רוש הגיע, וזה היה כמו סנדקית פיות, מפזרת אבק פיות", מעיר גרדינר, "ועכשיו נוכל להשתמש בכלים הקיימים בקהילת הביואינפורמטיקה.".