תותבות יכול להיות מציל חיים כאשר אדם מאבד איבר, אבל האם לא עדיף שנוכל להצמיח מחדש את החלק החסר במקום הדפסת תלת מימד אחת? דו-חיים, כמו הסלמנדרה המקסיקנית אקולוטל, יכולים לחדש גפיים, וזו הסיבה שמדענים חוקרים את הפיזיולוגיה הייחודית שלהם כבר יותר מ-150 שנה. צוות של מדענים בווינה חרג מעבר לפיזיולוגיה והתעמק בגנטיקה של הסלמנדרה, זיהוי גנים מעורב בצמיחה מחדש של רקמת גפיים. אולי אנחנו עדיין רחוקים מלהצמיח ידיים ורגליים חדשות, אבל התגלית הזו מקרבת אותנו צעד אחד קדימה להבנה כיצד ההתחדשות הזו מתרחשת ברמה המולקולרית והגנטית.
ההתחדשות של איברים חסרים עשויה להיראות כמדע בדיוני, אבל זה לא. הסלמנדרה המקסיקנית אקולוטל מיומנת במיוחד בצמיחה מחדש של חלקי גוף. זה יכול להצמיח מחדש שרירים, עצמות ואפילו עצבים תוך מספר שבועות לאחר פציעה. לא רק שהוא יכול להתחדש בפקודה, אלא שהאיבר החדש שנוצר הוא תחליף מושלם לזה שאבד. באופן לא ייאמן, הסלמנדרה יכולה גם לתקן חוט שדרה פגום או רקמת רשתית, מה שהופך אותה ליכולות כמעט כמו אלוהים. אין זה פלא שמדענים טיפחו אותו במעבדה ולמדו אותו בעוצמה כזו.
סרטונים מומלצים
בראשות החוקרת אלי טנאקה, צוות המדענים, כעת במכון המחקר לפתולוגיה מולקולרית (IMP) בוינה, עובד עם אחת ממושבות האקסולוטל הגדולות בעולם. תוך כדי עבודה ב-DFG-Center for Regenerative Therapies דרזדן ב-TU Dresden ובמכון מקס פלנק לביולוגיה מולקולרית של תאים וגנטיקה (MPI-CBG), טנאקה והצוות שלה חשפו כמה מהתאים והמסלולים המולקולריים השולטים בהתחדשות האקסולוטל תהליך. תגלית זו סיפקה תובנה עמוקה יותר כיצד פועלת התחדשות, אך הם היו זקוקים לנתונים גנטיים כדי להשלים את החסר.
קָשׁוּר
- הגז המסריח הזה יכול להיות המפתח לזיהוי חיים חייזרים על כוכבי לכת מרוחקים
- מדענים מוצאים טכניקה לזיהוי חיידקים המייצרים חשמל
כדי להבין בצורה הטובה ביותר את תהליך ההתחדשות הזה, החליטו המדענים של וינה לבצע את המשימה המפרכת של ריצוף כל הגנום של האקסולוטל. עד כה נכשלו הניסיונות לרצף את הגנום השלם בשל הגודל המדהים של המבנה הגנטי המורכב של הסלמנדרה. עם 32 מיליארד זוגות בסיסים, הגנום של האקסולוטל גדול פי עשרה מהגנום האנושי. לא רק שהוא גדול, אלא שהוא גם מכיל רצפים רבים שחוזרים על עצמם שמכונות ריצוף קיימות ותוכנות ניתוח גנומיות לא יכולות להתמודד.
טנאקה, יחד עם מייקל הילר וג'ין מאיירס מ-MPI-CBG וזיגפריד שלויסניג ממכון היידלברג למחקרים תיאורטיים (HITS), הצליחו לרצף, להרכיב ולנתח את הגנום כולו באמצעות ה- PacBio פּלַטפוֹרמָה. PacBio הוא ייחודי מכיוון שהוא יכול לרצף אזור עצום של הגנום בקריאה אחת. אפילו עם הסיקוונסר רב העוצמה הזה, נדרשו 72.5 מיליון קריאה ותוכנה מותאמת אישית שפותחו יחד על ידי החוקרים כדי לחבר את כל הנתונים האלה יחד.
לאחר שהגנום הורכב בהצלחה, מדענים ניתחו אותו וזיהו מספר גנים שקיימים רק באקסולוטל ובדו-חיים דומים אחרים שיכולים להצמיח מחדש רקמות גפיים פגועות. "עכשיו יש לנו את המפה בידיים שלנו כדי לחקור כיצד ניתן לגדל מחדש מבנים מסובכים כמו רגליים", אומר חוקר פוסט-דוקטורט של IMP ומחבר שותף, סרגיי נובושילוב הודעה לעיתונות מאגודת מקס פלאנק. הגנום החדש של אקולוטל זמין לציבור עבור מדענים אחרים לשימוש במחקר שלהם על התחדשות גפיים ורקמות.
המלצות עורכים
- מדענים רוצים ניסויים בבני אדם לריפוי גנטי שיכול לעזור להילחם בהתמכרות
- מדענים באוניברסיטת סן פרנסיסקו מגלים גן שעוזר להטעין את השינה
- מדענים מנסים להערים על מוחות של קטועי גפיים עם תסמונת איבר פנטום
שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.
