دانشمندان یک گام به تولید اندام‌های مصنوعی نزدیکتر شدند

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «سای‌تک دیلی»، قلب تپنده، عضوی پیچیده است که مسئول تلمبه کردن خون در سراسر بدن است و معمولا چیزی نیست که با محیط آزمایشگاهی و چیزهایی مانند ظرف کشت میکروب یا ظرف پتری (Petri dish) مرتبط دانسته شود. با این حال و با وجود پیشرفت‌ تحقیقات در زمینه ساخت اندام های مصنوعی که بطور بالقوه می‌تواند به نجات جان انسان‌ها منجر شود، این برداشت (درباره تصویر اندام ها در آزمایشگاه) ممکن است در آینده تغییر کند.

برای طراحی اندام های مصنوعی در ابتدا باید سلول‌های بنیادی و دستورالعمل‌های ژنتیکی اداره کننده خصوصیات خارق‌العاده آنها را درک کنیم. پروفسور «جاشوا مارک بریکمان» در مرکز پزشکی سلول بنیادی بنیاد نوو نوردیسک (reNEW) در دانشگاه کپنهاگ دانمارک، موفق به کشف منشاء تکاملی یک ژن فرمانروا شده است که روی شبکه‌ای از ژن‌های دستور دهنده به سلول‌های بنیادی عمل می‌کند.

گام اول در تحقیقات سلول های بنیادی شناخت شبکه تنظیم کننده ژنی است که از سلول‌های بنیادی موسوم به سلول‌های پرتوان حمایت می‌کند. اینها سلول هایی هستند که می‌توانند به همه انواع سلول های دیگر مثل سلول‌های قلبی تبدیل شوند. اگر دانشمندان دریابند این سلول‌های پرتوان چگونه به قلب تبدیل می‌شوند، در این صورت یک گام به تکرار یا تکثیر این فرایند در آزمایشگاه نزدیک‌تر خواهند شد.

اکنون «بریکمان» و همکارانش کشف کرده‌اند که ژن فرمانروا کنترل کننده سلول‌های بنیادی و از سلول های پرتوان حمایت می‌کند؛ علاوه بر پستانداران در یک ماهی موسوم به تهی خار یا «سلکانت» (coelacanth) هم وجود دارد. در انسان‌ها و موش‌ها این ژن OCT۴ نامیده می‌شود و این محققان دریافتند نوع این ژن در ماهی سلکانت می‌تواند در سلول‌های بنیادی موش جایگزین نوع مخصوص پستانداران این ژن شود.

ماهی سلکانت دسته متفاوتی از پستانداران است و یک «فسیل زنده» نامیده می‌شود؛ چرا که حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش به شکل کنونی خود رسیده است. به گفته پروفسور «مولی لاندس»، با مطالعه سلول های این ماهی به نوعی می‌توانیم در مسیر تکامل به عقب برویم. عامل مرکزی کنترل کننده شبکه ژنی در سلول های بنیادی در ماهی سلکانت یافت شده است و این نشان می دهد شبکه در مراحل اولیه تکاملی و بطور بالقوه حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش هم وجود داشته است. با مطالعه این شبکه در سایر گونه‌ها از قبیل این ماهی، محققان می‌توانند در بیابند که مفاهیم پایه‌ای حامی یک سلول بنیادی چیست.

در ادامه این تحقیقات، محققان از هوش مصنوعی برای ساخت مدل‌های سه بُعدی پروتئین‌های مختلف OCT۴ استفاده و مشخص کردند که ساختار کلی این پروتئین در طول تکامل حفظ شده است. به گفته محققان، این یافته بسیار جالب درباره تکامل است که پیش از آغاز فناوری‌های جدید ممکن نبود.