วิวัฒนาการของมนุษย์

Barbara Treutlein ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพัฒนาการเชิงปริมาณของ Department of Biosystems Science กล่าวว่า "ข้อได้เปรียบของออร์กานอยด์คือเราสามารถเข้าไปแทรกแซงการพัฒนาและทดสอบสารออกฤทธิ์ของออร์กานอยด์ได้ ซึ่งช่วยให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเนื้อเยื่อที่แข็งแรงและโรคต่างๆ และวิศวกรรมที่ ETH Zurich ในบาเซิล เพื่อช่วยสร้างแผนที่ดังกล่าว Treutlein ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซูริกและบาเซิลได้พัฒนาวิธีการรวบรวมและรวบรวมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับออร์แกนอยด์และการพัฒนาของพวกมัน ทีมวิจัยได้ใช้วิธีการนี้กับออร์กานอยด์ของเรตินาของ มนุษย์ ซึ่งได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิด มองเห็นโปรตีนหลายชนิดพร้อมกัน หัวใจของวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ใช้สำหรับแนวทางของพวกเขาคือเทคโนโลยี 4i: การถ่ายภาพอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์ทางอ้อมแบบวนซ้ำ เทคนิคการถ่ายภาพใหม่นี้สามารถมองเห็นโปรตีนหลายสิบตัวในส่วนเนื้อเยื่อบางๆ ที่ความละเอียดสูงโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์ เทคโนโลยี 4i ได้รับการพัฒนาเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดย Lucas Pelkmans ศาสตราจารย์ แห่งมหาวิทยาลัย Zurich และผู้เขียนร่วมของการศึกษาที่เพิ่งตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์Nature Biotechnology ในการศึกษานี้นักวิจัยได้ใช้วิธีนี้กับสารอินทรีย์เป็นครั้งแรก โดยปกติแล้ว นักวิจัยจะใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงเพื่อเน้นโปรตีนสามชนิดในเนื้อเยื่อ โดยแต่ละชนิดมีสีย้อมเรืองแสงที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุผลทางเทคนิค เป็นไปไม่ได้ที่จะย้อมโปรตีนมากกว่าห้าตัวต่อครั้ง ในเทคโนโลยี 4i มีการใช้สีย้อมสามสี แต่สีย้อมเหล่านี้จะถูกล้างออกจากตัวอย่างเนื้อเยื่อหลังจากการตรวจวัด และมีการย้อมโปรตีนใหม่สามสี ขั้นตอนนี้ดำเนินการ 18 ครั้งโดยหุ่นยนต์ และกระบวนการนี้ใช้เวลาทั้งหมด 18 วัน สุดท้าย คอมพิวเตอร์จะรวมภาพแต่ละภาพเป็นภาพเดียวด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งมองเห็นโปรตีนที่แตกต่างกัน 53 ชนิด ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์แต่ละประเภทที่ประกอบกันเป็นเรตินา ตัวอย่างเช่น เซลล์รูปแท่ง เซลล์รูปกรวย และเซลล์ปมประสาท นักวิจัยได้เสริมข้อมูลการมองเห็นของโปรตีนเรตินาด้วยข้อมูลที่อ่านยีนในแต่ละเซลล์ ความละเอียดเชิงพื้นที่และเชิงเวลาสูง นักวิทยาศาสตร์ทำการวิเคราะห์ออร์แกนอยด์ที่มีอายุต่างกันและในแต่ละช่วงของการพัฒนา ด้วยวิธีนี้ พวกเขาสามารถสร้างอนุกรมเวลาของภาพและข้อมูลทางพันธุกรรมที่อธิบายถึงการพัฒนาของออร์แกนอยด์ในจอประสาทตาตลอด 39 สัปดาห์ "เราสามารถใช้อนุกรมเวลานี้เพื่อแสดงให้เห็นว่าเนื้อเยื่อออร์กานอยด์ค่อยๆ ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร เซลล์ชนิดใดเพิ่มจำนวนและเมื่อใด และตำแหน่งของไซแนปส์ กระบวนการนี้เปรียบได้กับกระบวนการสร้างเรตินาในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน" เกรย์แคมป์กล่าว ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยบาเซิลและผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ นักวิจัยได้เผยแพร่ข้อมูลภาพและการค้นพบเพิ่มเติมเกี่ยวกับการพัฒนาจอประสาทตาบนเว็บไซต์ที่สาธารณชนเข้าถึงได้: EyeSee4is มีการวางแผนประเภทเนื้อเยื่อเพิ่มเติม จนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาว่าเรตินาที่มีสุขภาพดีพัฒนาไปได้อย่างไร แต่ในอนาคต พวกเขาหวังว่าจะจงใจขัดขวางการพัฒนาออร์แกรอยด์ของจอประสาทตาด้วยยาหรือการดัดแปลงพันธุกรรม "สิ่งนี้จะทำให้เราได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับโรคต่างๆ เช่น โรคจอประสาทตาอักเสบ (retinitis pigmentosa) ซึ่งเป็นภาวะทางพันธุกรรมที่ทำให้ตัวรับแสงที่ไวต่อแสงของเรตินาค่อยๆ เสื่อมลง และนำไปสู่การตาบอดในที่สุด" แคมป์กล่าว นักวิจัยต้องการทราบเมื่อกระบวนการนี้เริ่มต้นขึ้นและจะหยุดได้อย่างไร Treutlein และเพื่อนร่วมงานของเธอกำลังทำงานเกี่ยวกับวิธีการทำแผนที่รายละเอียดแบบใหม่กับเนื้อเยื่อประเภทอื่นๆ เช่น ส่วนต่างๆ ของสมองมนุษย์และเนื้อเยื่อเนื้องอกต่างๆ สิ่งนี้จะสร้างแผนที่ทีละขั้นตอนซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาอวัยวะและเนื้อเยื่อของมนุษย์