العلماء يتسلسلون أكبر جينوم حتى الآن، ويكتشفون جينات تجديد الأطراف

الأطراف الصناعية يمكن أن يكون المنقذ عندما يفقد الشخص أحد أطرافه، ولكن أليس من الأفضل أن نتمكن من إعادة نمو هذا الجزء المفقود بدلاً من ذلك؟ الطباعة ثلاثية الأبعاد واحدة? تستطيع البرمائيات، مثل السمندل المكسيكي قنفذ البحر، تجديد أطرافها، ولهذا السبب ظل العلماء يدرسون فسيولوجيتها الفريدة لأكثر من 150 عامًا. لقد ذهب فريق من العلماء في فيينا إلى ما هو أبعد من علم وظائف الأعضاء وتعمقوا في علم الوراثة لدى السلمندر، تحديد الجينات تشارك في إعادة نمو أنسجة الأطراف. قد لا نزال بعيدين عن تنمية أذرع وأرجل جديدة، لكن هذا الاكتشاف يقربنا خطوة واحدة من فهم كيفية حدوث هذا التجدد على المستوى الجزيئي والجيني.

قد يبدو تجديد الأطراف المفقودة ضرباً من الخيال العلمي، لكنه ليس كذلك. السمندل المكسيكي قنفذ البحر ماهر بشكل خاص في إعادة نمو أجزاء الجسم. يمكنه إعادة نمو العضلات والعظام وحتى الأعصاب في غضون أسابيع قليلة بعد الإصابة. ولا يقتصر الأمر على قدرته على التجدد عند الطلب فحسب، بل إن الطرف المتشكل حديثًا يعد بديلاً مثاليًا للطرف الذي فقده. بشكل لا يصدق، يستطيع السمندل أيضًا إصلاح الحبل الشوكي التالف أو أنسجة الشبكية، مما يجعله يتمتع بقدرات تشبه قدرات الله. فلا عجب أن العلماء قاموا بتنميتها في المختبر ودراستها بمثل هذه الكثافة.

ويعمل فريق العلماء، بقيادة الباحث إيلي تاناكا، الموجود الآن في معهد أبحاث علم الأمراض الجزيئية (IMP) في فيينا، مع واحدة من أكبر مستعمرات قناديل البحر في العالم. أثناء العمل في مركز DFG للعلاجات التجديدية في جامعة TU Dresden ومعهد ماكس بلانك لبيولوجيا الخلايا الجزيئية وعلم الوراثة (MPI-CBG)، كشفت تاناكا وفريقها عن بعض الخلايا والمسارات الجزيئية التي تتحكم في تجديد قنفذ البحر. عملية. قدم هذا الاكتشاف رؤية أعمق لكيفية عمل التجدد، لكنهم كانوا بحاجة إلى بيانات وراثية لملء الفجوات.

لفهم عملية التجديد هذه بشكل أفضل، قرر علماء فيينا القيام بالمهمة الشاقة المتمثلة في تحديد تسلسل جينوم قنفذ البحر بأكمله. حتى الآن، فشلت محاولات تحديد تسلسل الجينوم الكامل بسبب الحجم المذهل للتركيب الجيني المعقد للسلمندر. مع وجود 32 مليار زوج قاعدي، فإن جينوم قنفذ البحر أكبر بعشر مرات من الجينوم البشري. فهو ليس كبيرًا فحسب، بل يحتوي أيضًا على العديد من التسلسلات المتكررة الكبيرة التي لا تستطيع آلات التسلسل الحالية وبرامج التحليل الجيني التعامل معها.

تاناكا، مع مايكل هيلر وجين مايرز من MPI-CBG وسيغفريد شلوسنيغ من معهد هايدلبرغ للدراسات النظرية (HITS)، تمكنوا من تسلسل وتجميع وتحليل الجينوم بأكمله باستخدام برنامج PacBio. منصة. يعد PacBio فريدًا لأنه يمكنه تسلسل منطقة واسعة من الجينوم في قراءة واحدة. حتى مع جهاز التسلسل عالي الطاقة هذا، استغرق الأمر 72.5 مليون قراءة وبرامج مخصصة تم تطويرها بواسطة الباحثين لدمج كل هذه البيانات معًا.

بمجرد تجميع الجينوم بنجاح، قام العلماء بتحليله وتحديد العديد من الجينات التي لا توجد إلا في قنفذ البحر وغيره من البرمائيات المماثلة التي يمكنها إعادة نمو أنسجة الأطراف التالفة. يقول سيرجي نوفوشيلو، باحث ما بعد الدكتوراه في برنامج IMP والمؤلف المشارك: "لدينا الآن خريطة بين أيدينا لدراسة كيفية إعادة نمو الهياكل المعقدة مثل الساقين". بيان صحفي من جمعية ماكس بلانك. إن جينوم Axolotl المتسلسل حديثًا متاح للعامة للعلماء الآخرين لاستخدامه في أبحاثهم حول تجديد الأطراف والأنسجة.

توصيات المحررين

• يريد العلماء إجراء تجارب بشرية للعلاج الجيني الذي يمكن أن يساعد في مكافحة الإدمان
• اكتشف العلماء في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو الجين الذي يساعد على زيادة النوم
• يحاول العلماء خداع أدمغة مبتوري الأطراف المصابين بمتلازمة الأطراف الوهمية

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.