מודל זבוב הפירות מזהה מווסתים מרכזיים מאחורי פיתוח איברים

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


מודל חישובי חדש המדמה פיתוח כנפי זבוב פירות אפשר לחוקרים לזהות מנגנונים שהוסתרו בעבר מאחורי יצירת איברים.

פרסומת

מכיוון שאיברים מתפתחים בדרכים דומות להפליא בזבובי פירות ובאנשים, ניתן להשתמש בתובנות ביולוגיות מהמודל הזה כדי לאבחן ולטיפול במחלות אנושיות כמו סרטן, אלצהיימר ומומים מולדים גנטיים.

ג'רמיה זרטמן, פרופסור חבר להנדסה כימית וביו-מולקולרית באוניברסיטת נוטרדאם, עבד עם צוות מחקר רב-תחומי שכלל משתפי פעולה מאוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד כדי לפתח מודל של זבובי פירות להנדסה לאחור של המנגנונים היוצרים רקמת איברים.

ממצאי הצוות, המציעים הבנה מעמיקה יותר של המנופים הכימיים והמכאניים המסדירים את גודל וצורת תאי האיברים, פורסמו ב- תקשורת טבע.

"אנחנו מנסים לדמות איבר במחשב – למעשה יוצרים תאום דיגיטלי של האיבר הזה", אמר זרטמן. "אנחנו לוקחים את התאים ואת חלקי התאים השונים כדי לראות אם אנחנו יכולים לחזות איך הם יתקשרו זה עם זה."

איברים מתפתחים בתגובה למה שצרטמן מכנה "סימפוניה" של אותות. מודל זבוב הפירות של החוקרים משלב את האותות הרבים שמתזמרים תנועת תאים, התכווצות, הידבקות והתפשטות. הוא גם משלב את התכונות המכניות, הכימיות והמבנה של רכיבי התא ומסביר כיצד תכונות אלו משתנות לאורך זמן ובמקומות שונים.

גם המודל וגם תוצאות הניסוי של המעבדה שלו הראו שיש שני סוגים נפרדים של מסלולי איתות כימיים, או רצפים של אותות, שמייצרים רקמות עקומות או שטוחות – המזהות את הגמישות וההתאמה של יצירת איבר בעל צורה מוגדרת.

תאים המקבלים אותות מאינסולין הובילו לעלייה בעקמומיות של הרקמה, בעוד שתאים המקבלים תשומות משני מווסת צמיחה מרכזיים אחרים שיטחו רקמה. החוקרים גילו שמווסתי גדילה אלה גם עשו מניפולציות על המסגרת הפנימית של התא, או שלד הציטוס, כדי לחטב עוד יותר את גודל וצורת התא.

מטרת התמונה הגדולה של קבוצת זרטמן היא לזהות את המידה שבה הכללים הביולוגיים שנלקטו ממחקרי איברי זבוב מדומים משותפים למערכות שונות כמו צמחים, דגים ובני אדם.

"המטרה שלנו לעתיד היא לפתח אב טיפוס דיגיטלי שמתמודד עם שאלה בסיסית בביולוגיה – איך תאים יוצרים איברים פונקציונליים?" אמר זרטמן.

העבודה השוטפת של הצוות ממומנת על ידי מכון המנגנונים המתעוררים בביולוגיה של חוסן, אינטגרציה וארגון (EMBRIO) של הקרן הלאומית למדע וכן תוכנית המודלים לחשיפת כללים ותופעות בלתי צפויות במערכות ביולוגיות (MODULUS).



קישור לכתבת המקור – 2024-05-07 22:00:39

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר