به نقل از «بسیج نیوز»

بهره گيري از علم رياضيات در رمزگشايي رشد سلولها

تاریخ انتشار: ۶ شهریور ۱۳۹۷ | کد خبر: ۲۰۳۵۷۴۵۶

به گزارش خبرگزاری بسیج به نقل از خبرگزاري علم و فناوري، تمامي موجودات زندگي را از يك تك سلول آغاز مي كنند. همزمان با تقسيم سلولي، سلولهاي ايجاد شده رفته رفته در روند تمايزيابي به ارگان هاي حياتي مانند قلب، استخوان و سلول هاي مغزي بدل مي گردند. براي يافتن سرنخ هايي درباره عوامل داخلي و خارجي كه سلولها را در اين مسير سوق مي دهد، دانشمندان به مطالعه ملكولهاي آر ان اي (RNA) ، واسطه هاي بين ماده ژنتيكي و پروتئينها و ساير تنظيم كننده هاي پراهميت مي پردازند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

  توالي يابي يا رمزگشايي كليدهاي آر ان اي از يك دسته سلول روش ايده آلي نيست، زيرا سلولها اغلب درحالت هاي متفاوتي از ديدگاه نمو قرار دارند. براي حل اين مشكل پژوهشگران روش توالي يابي ار ان اي در يك تك سلول را ابداع كرده اند.

پژوهشگران مركز پزشكي كلمبيا ابزاري جديد ابداع كرده اند كه مي تواند روش هاي ممكن رشد يك سلول را پيش بيني كند. اين بازار در زمينه اختصاصي توپولوژي رياضيات ريشه دارد و راه را براي كسب دانش با جزئيات فراوان در مورد چگونگي فرآيند نمو سلول هاي بنيادي به سلول هاي اختصاصي شده مي گشايد.

دكتر رائول رابادان استاديار زيست شناسي سلولها و انفورماتيك زيستي – پزشكي در دانشگاه كلمبيا مي گويد: اين نوآوري چيزي مشابه ابداع يك ميكروسكوپ جديد است كه به ما اجازه مي دهد پديده هاي بيولوژيكي زيادي را همزمان مورد بررسي قرار دهيم. اگرچه محققان هنوز با مسئله درك ارتباطات بين وضعيت سلول هاي مختلف كه نيروي پيش راننده نمو هستند، درگيرند و اين پديده هنوز به روشني شناخته نشده است.

بهره گيري از ابزارهاي رياضي براي آناليز توالي يابي

براي مطالعه نمو سلولي، دانشمندان از ابزارهاي رياضي براي آناليز حجم گسترده داده هاي مرتبط با توالي يابي بهره مي برند. اين ابزارها بر پايه فرضياتي كار مي كنند كه نتايج احتمالي را خلاصه تر مي كند.

دكتر عباس رضوي از پژوهشگران بخش بيوشيمي و فيزيك زيستي  دانشگاه كلمبيا شرح مي دهد: به علت پيچيدگي موجود و دخيل در نمو سلولي، مدل هايي كه بر پايه فرضيات كار مي كنند، امكان اكتشافات جديد را محدود مي سازند.

دكتر رضوي به همراه همكارانش به توپولوژي (تخصصي در رياضيات است كه روابط فضايي بين سطوح و اشكال را  مورد بررسي قرار مي دهد) به عنوان راه حلي بهتر مي نگرند تا ارتباطات بين شرايط مختلف سلولي را با ژن هاي فعال در آن حالت خاص روشن شود. نتايج اين بررسي ها طراحي الگوريتمي به نام بررسي داده هاي توپولوژي تك سلول  (scTDA)  بود. اين الگوريتم توالي هاي RNA سلول هاي منفرد را آناليز و مسيرهاي نموي انها را بازسازي مي كند و به اين ترتيب پيشرفت برنامه هاي نسخه برداري متفاوت در زمان روشن مي شود.

محققان از الگوريتم scTDA براي روشن سازي مسير نمو سلول هاي بنيادي موش كه براي تمايزيابي به سلول هاي عصبي موتور القا يافته بودند، بهره بردند.

نقشه به درستي مسير احتمالي نمو اين سلولها را كه از حالت بنيادي حركت خود را آغاز مي كردند و به سلول عصبي مي رسيدند پيش بيني مي كرد.

با نگاه به اين كه كدام ژن ها در مسيرهاي احتمالي نقشه فعال بودند، محققان توانستند پروتئين هايي را كه در مسير راهنمايي سلول ها براي رسيدن به مقصد فرآيند نمو نقش بازي مي كنند، شناسايي كنند.

اين متد براي مطالعه مسيرهاي نمو از سلول هاي شش و مغز موش و جنين انسان استفاده شد.

دكتر تام مانياتيس، استاد بيوشيمي دانشگاه كلمبيا و از همكاران اين پژوهش مي گويد: ما انتظار داريم با كاربرد  اين روش براي روشن سازي مسيرهاي نمو به جزئيات زيادتري در مسير تكامل سلولي دست يابيم. اين روش راه را براي آناليز بسيار دقيق و با جزئيات گسترده سلول هاي منفرد در مراحل مختلف تمايزيابي مي گشايد و دانش ما را در مورد سرنوشت بالقوه سلول به صورت عميقي افزايش مي دهد. به اين ترتيب ما به تنظيم كننده هاي حياتي و مسيرهاي انتقالي كه هويت سلول را تعيين مي كنند، مسلط مي شويم.

با كمك اين روش مي توان فناوريهايي را توسعه داد كه سلول را از مسيرهاي نادرست تكاملي و اشتباه در تمايزيابي دور سازد. اين متد براي درك ديناميك و محتواي فرآيندهاي پيچيده سلولي كه مي تواند به سرطاني شدن آنها كمك معني داري مي كند.

 نتايج اين پژوهش در مجله Nature Biotecnology انعكاس يافته است.

منبع: بسیج نیوز

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت basijnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «بسیج نیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۰۳۵۷۴۵۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

یافته‌های پژوهشگران برای افزایش ظرفیت دیالیز برای بیماران

فیبروز صفاقی مهمترین علت از دست دادن ظرفیت دیالیز است که معمولاً به دلیل التهاب و فیبروتیک شدن صفاق روی می‌دهد. یافته‌های پژوهشگران برای نخستین بار نشان داد می‌توان از سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی برای درمان ضایعات صفاق استفاده کرد. مطالعات بالینی آینده می‌تواند امکان استفاده درمانی از این سلول‌ها را در مبتلایان به فیبروز صفاقی مورد بررسی قرار دهد.

به گزارش ایسنا، کارآزمایی بالینی از سوی امین احمدی، سودابه اعلاتاب، رضا مقدسعلی، ایرج نجفی، سروش شکرچیان از پژوهشگاه رویان، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، دانشگاه علوم پزشکی تهران و دانشگاه ماستریخ هلند به بررسی تأثیر سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی خود فرد، بر عملکردی صفاق و التهاب آن در افراد تحت دیالیز پرداختند.

در همین ارتباط باید گفت؛ بیماری مزمن کلیه (Chronic kidney disease) یک نارسایی آرام، پیش رونده و غیرقابل برگشت در کلیه است که حدود هفتصد میلیون نفر در جهان به آن مبتلا هستند.

پیشرفت این بیماری می‌تواند تا تخریب کامل کلیه و نیازمند شدن فرد مبتلا به پیوند کلیه یا دیالیز روزانه ادامه پیدا کند. اگر دیالیز دیگر قادر به تصفیه مایعات و محلول‌ها به میزان مورد نیاز برای بیمار نباشد، شرایطی با عنوان ناکارآمدی اولترا فیلتراسیون اتفاق می‌افتد که منجر به بی‌فایده شدن دیالیز برای بیماران می‌گردد.

 فیبروز صفاقی مهمترین علت از دست دادن ظرفیت دیالیز است که معمولاً به دلیل التهاب و فیبروتیک شدن صفاق روی می‌دهد. این شرایط برای حدود ۲۰ درصد از بیماران با سابقه دیالیز طولانی اتفاق می‌افتد. با پیشرفت پزشکی بازساختی (پزشکی ترمیمی) در چند دهه اخیر تلاش‌هایی برای سلول درمانی فیبروز صفاقی صورت گرفته است.

نتیجه این پژوهش که در نشریه بین المللی Archives of Iranian Medicine منتشر شده است، نشان داد، استفاده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی باعث بهبود جزئی در اولترافیلتراسیون و کاهش اندک التهاب در بیماران می‌گردد.

یافته‌های این پژوهش برای نخستین بار نشان داد می‌توان از سلول‌های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی برای درمان ضایعات صفاق استفاده کرد. مطالعات بالینی آینده می‌تواند امکان استفاده درمانی از این سلول‌ها را در مبتلایان به فیبروز صفاقی مورد بررسی قرار دهد.

انتهای پیام