Egy féreg jobban hasonlít egy emberhez, mint azt korábban gondoltuk

Egy féreg jobban hasonlít egy emberhez, mint azt korábban gondoltuk
Egy féreg jobban hasonlít egy emberhez, mint azt korábban gondoltuk
Anonim

Santa Barbara, Kalifornia (2001. 03. 30.) – A Molecular Cell ma megjelent borítócikkében tudósítók szerint az embereknek több közös vonásuk van az alacsony féreggel, mint azt korábban gondolták. Az eredmények jelentős hatással vannak az orvostudományra, beleértve a születési rendellenességek, a rák és a szövetsebészet vizsgálatát.

"Tanulmányaink azt mutatják, hogy az olyan állatok, amelyek nagyon távoli rokonságban állnak egymással, valami feltűnő közös vonást mutatnak, amire nem is számítottunk" - mondta Joel Rothman, a Santa Barbarai Kaliforniai Egyetem molekuláris biológiájának docense.

Rothman laboratóriuma a C. elegans néven ismert fonálférget vizsgálja, amely a biológiai kutatások szempontjából fontos organizmus, amelyet a biotechnológiai ipar is felkarolt a közelmúltban, hogy tanulmányozza a betegségi folyamatok alapjait. Rothman szerint a C. elegans fonálféreg a bolygó legteljesebben leírt állata. "Ezzel az állattal mély kérdéseket tehetünk fel, és gyorsan és viszonylag olcsón kaphatunk mélyreható válaszokat" - mondta.

Ez az új kutatás azt mutatja, hogy a természet ugyanazt az alapvető gépezetet használja egészen különböző lények létrehozásához. "Azt találtuk, hogy a korai fejlődés kulcsfontosságú szabályozója ugyanaz a férgek és a gerincesek – az olyan állatok, mint mi magunk, amelyeknek belső csontvázuk van" – mondta Rothman. És mivel a gépezet ugyanaz, lehetséges, hogy megismerhetjük sok okait. az emberi születési rendellenességek kiküszöbölésére annak vizsgálatával, hogy hogyan fejlődnek ki a férgek, és hogy ez a fejlődés miként mehet félre."

Morris Maduro és Rothman posztdoktori kutatók azt találták, hogy létezik egy közös szabályozógén, amely számos belső szerv képződését szabályozza mind a fonalférgekben, mind a gerincesekben. Ez a gén mondja meg a korai sejteknek, hogy mivé váljanak, például bél- vagy izomsejtté.

A legtöbb állat embriója korán három különböző rétegre oszlik – ektodermára, mezodermára és endodermára. Ahogy a gerinces embriók érnek vagy fejlődnek, a mezoderma szívet, vért és izmokat termel, míg az endoderma a bél, a máj, a hasnyálmirigy és a tüdő szerveivé válik.

A sokkal egyszerűbb fonálféregben túl kevés sejt van a korai embriókban ahhoz, hogy tényleges rétegeket képezzenek. Mindazonáltal csak egy sejt, amely a gerincesek mezoderma rétegével analóg, izmokat, egy szívre emlékeztető táplálóberendezést és a vérhez hasonló sejteket termel. A gerincesekhez hasonlóan a fonálféreg endodermája is bélszervvé válik.

A C. elegans embriójában, amikor csak négy sejt van, egyetlen sejtet választanak ki a mezoderma és az endoderma szervek előállítására. „A hatalmas különbségek ellenére úgy tűnik, hogy ugyanazok a gének működnek abban a szakaszban, hogy szabályozzák a szelekciót mind a férgek, mind a gerinces állatok esetében” – mondta Rothman.

Ez azt jelenti, hogy a sok százmillió évvel ezelőtti közös ős, amelyen az emberek és a férgek is osztoztak, ugyanazt a korai szabályozási gépezetet használta. Az olyan sejtcsoportok vagy sejtrétegek feltalálása, amelyek végső soron szívet, tüdőt és más kulcsfontosságú szerveket hozhatnak létre, amelyek lehetővé teszik az emberek számára, hogy nagy állatként boldoguljanak, egyetlen eseményből fejlődött ki, amelynek során ezt a szabályozási kapcsolót feltalálták.

Rothman elmagyarázta, hogy laboratóriuma azonosítja és tanulmányozza azokat a mutáns férgeket, amelyek korai fejlődésük során hibásak. Ezután azonosítják a születési rendellenességeket okozó géneket.

"Célunk, hogy megtudjuk, hogyan működnek ezek a gének, és mi romolhat el, ha eltörnek. Ily módon remélhetjük, hogy megtanuljuk megjavítani őket" - mondta, megjegyezve, hogy munkája egy része a March of Dimes Birth Defects Foundation finanszírozta.

A tudósok által már összegyűjtött információk magukban foglalják a féreg teljes idegrendszerének vagy agyának vezetékeinek feltérképezését, valamint az idegsejtek közötti tízezer összeköttetést.

A féreg gyorsan fejlődik, tojásból három nap alatt felnőtté válik, például az egerekhez képest, amelyek több hónapig tartanak. Amellett, hogy gyorsan növekednek, a kutatók nagy mennyiségben termeszthetik a férgeket tanulmányozás céljából – egyetlen Petri-csészén néhány nap alatt több ezret is ki lehet termeszteni.

A közelmúltban feltérképezett emberi genom feltárta, hogy az embernek csak körülbelül 35 000 génje van, míg a C. elegansnak több mint 19 000 génje van – Rothman szerint ez nem óriási különbség, aki szerint a legtöbb tudós megdöbbent, amikor megtudta, hogy az emberek nem volt sokkal több génje.

Az emberekben és a férgekben lévő gének száma és azonossága közötti hasonlóságok lehetővé teszik a kutatók számára, hogy genetikai kutatásaik során a férgeket az emberre extrapolálják. Elmagyarázta, hogy az egyes gének működésének megismerésére használt „génkiütési” technika egerek használatával egy évig vagy tovább is tarthat.

Ezzel szemben egy néhány éve feltalált forradalmi technika lehetővé teszi, hogy a féreggéneket szó szerint egyik napról a másikra „kiütjék”, így rendkívül felgyorsulnak a génvizsgálatok.("Knockout" az a módszer, amellyel a biológusok a gének működését úgy vizsgálják, hogy egyenként eltávolítják őket, és megvizsgálják az eredményt.)

Az első kísérlet, amely a Molecular Cell címlapcikkében leírt felfedezésekhez vezetett, mindössze egy napot vett igénybe. „Tanuljuk a genetikai kapcsolókat, és azt, hogy ezek hogyan működnek együtt, hogy létrehozzanak minket” – mondta Rothman. Azt mondta, hogy szisztematikus gént végeznek géneltávolítással, hogy megkérdezzék, hogyan működik az egész rendszer.

"Analóg az autó működésének megismerése úgy, hogy eltávolítják az egyes alkatrészeit, és megkérdezik, mi történik, ha az alkatrész hiányzik" - magyarázta. "Ez rendkívül sok mindent megtanít nekünk az állatbiológiáról és végső soron az emberi biológiáról."

Rothman úgy véli, hogy ezeknek a genetikai kapcsolóknak a kutatása alapot ad a szövetsebészethez, amely a következő néhány évtizedben fog megvalósulni. Csereszerveket, például szívet és májat végül ki lehet növeszteni a laboratóriumban, kezdve az új szervre szoruló személy kis mennyiségű szövetével.

"Ahogy megtudjuk, mik azok a kapcsolók, például mi utasítja az embrionális sejteket, hogy szívvé szakosodjanak, végül lehetővé válik ezeknek a kapcsolóknak a bekapcsolása és helyettesítő szerv kifejlesztése a laboratóriumban" - mondta Rothman. "Ez az egyik oka annak, hogy a biotechnológiai ipar több száz millió dollárt áldozott az olyan egyszerű állatok kutatására, mint a mi szeretett férgünk."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei