معلومة

قدرات التجديد في البشر؟

قدرات التجديد في البشر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إلى أي مدى يمكن للبشر ، (الثدييات بشكل عام) ، أن يتجددوا نظريًا ، وهذا هو وسيلتهم لتسريع و / أو تجاوز هذا النطاق الأصلي.


التجديد - أو الإجراءات التي تعتبرها الثقافة الشعبية تجديدًا - تعتمد بشكل كبير على العمر ونوع الخلايا المحدد (خلايا الأنسجة الظهارية هي مثال جيد). لكن لا يمكنك تجديد عظم الساق بمجرد إزالته.

ولكن للحصول على إجابة أكثر تحديدًا ، عليك طرح سؤال أكثر تحديدًا وتحديد المصطلحات التي تستخدمها.


مدى القدرة على التجدد

عمليا لا توجد مجموعة من الكائنات الحية تفتقر إلى القدرة على تجديد شيء ما. ومع ذلك ، تم تطوير هذه العملية بدرجة ملحوظة في الكائنات الحية الأدنى ، مثل الطلائعيات والنباتات ، وحتى في العديد من الحيوانات اللافقارية مثل ديدان الأرض ونجوم البحر. يكون التجديد أكثر تقييدًا في الكائنات الحية الأعلى مثل الثدييات ، حيث من المحتمل أن يكون غير متوافق مع تطور ميزات الجسم الأخرى ذات القيمة الأكبر للبقاء على قيد الحياة لهذه الحيوانات المعقدة.


تقييم قدرة تجديد أنسجة العظام في مغلي الأعشاب الصيني Danggui Buxue Tang من منظور البيولوجيا الجزيئية

تشكّل العيوب الكبيرة في العظام تحديًا كبيرًا للجراحين الترميميين. تم استخدام العديد من الأدوية العشبية الصينية التقليدية لإصلاح وتجديد أنسجة العظام. بحثت هذه الدراسة في إمكانات تجديد العظام في Danggui Buxue Tang (DBT) ، وهو مغلي عشبي صيني محضر من Radix Astragali (RA) و Radix Angelicae Sinensis (RAS) ، من منظور البيولوجيا الجزيئية. تم الحصول على النسبة المثلى لـ RA و RAS المستخدمة في DBT لثقافة بانيات العظم عن طريق فحوصات نشاط الفوسفاتيز اللوني والقلوي (ALP). علاوة على ذلك ، تم تحديد التركيز الأمثل لـ DBT لزراعة الخلايا العظمية أيضًا من خلال فحوصات قياس الألوان ، ونشاط ALP ، وتشكيل العقيدات ، والنشاف الغربي ، والتئام الجروح ، ومقايسات نشاط الفوسفاتاز الحمضي المقاوم للطرطرات. وبالتالي ، كانت نسبة الوزن الأنسب لـ RA إلى RAS لتكاثر وتمايز بانيات العظم هي 5: 1. علاوة على ذلك ، كان التركيز الأكثر فعالية لـ DBT هو 1000 ميكروغرام / مل ، مما أدى إلى زيادة كبيرة في عدد بانيات العظم ، ومستويات ALP داخل الخلايا ، وعدد العقيدات ، مع تثبيط نشاط ناقضة العظم. بالإضافة إلى ذلك ، كان 1000 ميكروغرام / مل من DBT قادرًا على تحفيز مسار إشارة p-ERK و p-JNK. لذلك ، يعتبر DBT واعدًا للغاية لاستخدامه في تسريع التئام الكسور في فترات الشفاء المتوسطة أو المتأخرة.

الأرقام

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مستخلص محضر بنسب مختلفة من راديكس استراغالي ( RA ...

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تأثير DBT تم تحضير المقتطف ...

تأثير DBT مقتطف محضر من راديكس استراغالي و Radix Angelicae Sinensis في…

تلطيخ TRAP من ناقضات العظم المعالجة ...

تلطيخ TRAP من ناقضات العظم تعامل بتركيزات مختلفة من DBT استخراج (أ) من أجل ...


7 إجابات 7

نظرًا لأن البشر العاديين يتحكمون في أجسادهم على المستوى الإجمالي ، فإن أنصاف الآلهة تدرك وتتحكم على المستوى الخلوي.

كإنسان عادي ، لدي قدر ضئيل من الوعي بجسدي. أستطيع أن أرى مكانًا مثيرًا للحكة وأخدشه. أنا مدرك تمامًا لحالة ومحاذاة أسناني وموقع لساني. أتلقى رسائل متسقة من الأمعاء والمثانة ويمكنني التدخل نيابة عنهم عندما يشيرون إلى احتياجاتهم. إذا اخترت ، يمكنني أن أصبح على دراية بتنفسي ، وهي وظيفة لا تتطلب اهتمامي ولكن يمكنني التحكم فيها بوعي إذا كنت أرغب في ذلك.

تمتلك أنصاف آلهتك وعيًا جسديًا أكبر ، وصولاً إلى المستوى الخلوي. مثل أنفاسي ، يمكن أن تسمح أنصاف الآلهة للخلايا بممارسة عملها على الطيار الآلي والخلايا عمومًا تنجز الأمور. ومع ذلك ، قد يختار نصف الآلهة إيلاء المزيد من الاهتمام لمستويات الهرمونات ، وتدفق الدم ، والنغمة الودية ، وخاصة شيء مثل الشفاء والتجديد. قد يختار نصف الآل أن يشفى بندبة أم لا. من المؤكد أن الانتشار غير المنضبط مثل السرطان يمكن استباقه بالإرادة الواعية. قد يكون أن شيخوخة الخلايا المفيدة يتم التحكم فيه أيضًا بوعي مما يمنح أنصاف الآلهة حياتهم الطويلة.

هناك حيوانات محصنة ضد السرطان. وفقًا لهذه المقالة ، يرجع ذلك إلى بروتين معين يسمى الهيالورونان الذي يسبب مرونة الجلد ومقاومة السرطان. يمكن أن تسبب الشرارة الإلهية لديهم ، بالإضافة إلى القدرات الأخرى ، وفرة من مادة الهيالورونان التي توفر مناعة ضد السرطان (والجلد المرن ، على ما أعتقد).

هو - هي يكون صحيح أن معظم الخلايا السرطانية تتجدد بسرعة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن الخلايا تتجدد بسرعة يؤدي الى السرطان. هذا مثل قول "الخيول تأكل الكثير من الطعام. أخي يأكل الكثير من الطعام. لذلك أخي هو حصان." الخلايا الأسرع تجددًا في الجسم ليست أكثر عرضة للإصابة بالسرطان نسبيًا. على سبيل المثال ، تتجدد الخلايا الموجودة في بصيلات الشعر والأظافر والفم والجهاز الهضمي ونخاع العظام بشكل أسرع بكثير من "الخلايا النموذجية". هذا هو أحد الأسباب التي تجعل الناس تبدو شاحبة في كثير من الأحيان ، ويصابون بالغثيان ، ويفقدون شعرهم عند خضوعهم للعلاج الكيميائي (معظمها يستهدف على نطاق واسع الخلايا سريعة النمو).

على سبيل المثال ، تعيش الخلايا المبطنة للمعدة والأمعاء أقل من أسبوع ، بينما تعيش خلايا الجلد بضعة أسابيع ، وتعيش خلايا الكبد من عدة أشهر إلى أكثر من عام. إذا كان احتمال الإصابة بالسرطان متناسبًا مع معدل دوران الخلايا ، فستتوقع أن يكون سرطان المعدة والأمعاء أكثر الأنواع شيوعًا ، لكنهم ليسوا كذلك.

قد تتوقع أن يكون هناك بعض زيادة قابلة للاكتشاف في معدلات الإصابة بالسرطان مع زيادة معدل استبدال الخلايا ، لأن كل انقسام هو فرصة لطفرة تحدث نتيجة لعملية الانقسام نفسها. ومع ذلك ، هناك أسباب أخرى أكثر شيوعًا لطفرة الخلايا: الإشعاع ، والتعرض البيئي لمواد مسرطنة معينة ، وما إلى ذلك. حتى أنه من الممكن أن تكون الخلايا سريعة الانقسام أقل عرضة للطفرة ، لأن الخلايا لا تتعرض للطفرات لفترة كافية ، وعندما تموت الخلية ، تتم إزالة الطفرات من الجسم مع الحطام من الخلية الميتة.

كما ذكر من قبلRomainL ، فإن الجهاز المناعي هو المسؤول عن السيطرة على السرطان. إن نظام المناعة الأقوى (ولكن ليس بالقوة التي تسبب أمراض المناعة الذاتية) هو أبسط طريقة لمنع السرطان من التطور. أيضًا ، من المحتمل أن تحتاج الخلايا إلى تيلوميرات أطول (تخبر الخلية عندما يحين وقت الموت نهائيًا). لكن هناك الكثير حول بيولوجيتنا التي بالكاد تُفهم ، ربما يكون من الأفضل عدم التحديد الفائق لميكانيكا التجديد. من المحتمل أن يتم إثبات صحة أي شيء توصلت إليه ، وربما قريبًا جدًا. فقط اجعل الأمر غامضًا ، وقل أن أجساد أنصاف الآلهة تصلح نفسها بسرعة أكبر بكثير من البشر العاديين. لماذا لا يوجد سرطان؟ تتطلب الإجابة عن هذا السؤال أن تقوم فرق من العلماء بفحص الكثير من أنصاف الآلهة. إذا لم يحدث هذا في عالمك ، فمن المحتمل ألا يعرف أحد التفاصيل ، لذا لا تحاول شرح ذلك.

السرطان من الأمراض المعقدة ولكن أحد الجوانب الرئيسية هو أن الخلايا السرطانية تتجنب اكتشافها من قبل الجهاز المناعي المضيف ، فإن أبسط حل IMO هو إعطاء نظام مناعي أفضل.

. لقد كنت أنتظر وقتًا طويلاً لإخراج معرفتي من Naked Mole Rat إلى هذا الموقع. (ستكون الإجابة مبسطة بعض الشيء ، لأن آليات الجرذ العاري للوقاية من السرطان / الشيخوخة متعمقة ومعقدة للغاية)

جعلها مثل طفل الفئران الخلد عارية !! جرذان الخلد العاري هي مخلوقات طويلة العمر بشكل استثنائي (تعيش حتى سن 30 دون أي تدهور حقيقي في صحتها) عند مقارنتها بالمخلوقات ذات الحجم المماثل ، مثل الفأر (الذي يعيش حوالي 4.5 سنوات فقط في أحسن الأحوال).

الوظائف التي تجعل فئران الخلد العارية تدوم طويلاً

تحتوي ريبوسومات الجرذ العاري على قطعة ثالثة في ريبوسوماتها ، والتي عند مقارنتها بريبوزومات الفئران تصنع أخطاء أقل من 4 إلى 40 مرة. تقلل هذه الترجمة الأكثر دقة للبروتينات من فرص حدوث البروتينات الخاطئة ، والتي من شأنها أن تقلل من عمر فأر الخلد العاري (نظرًا لأن البروتينات غير المطوية يتم وضعها بشكل كبير للمساهمة في عملية الشيخوخة)

HMW-HA (حمض الهيالورونيك عالي الوزن الجزيئي) في فئران الخلد العارية هو خمس مرات أكبر من الحيوانات الأخرى ، مما يؤدي إلى تراكم HMW-HA في جسم جرذ الخلد العاري (جنبًا إلى جنب مع مجموعة من إنزيمات HA المهينة الأقل نشاطًا). هذا التراكم من HMW-HA يمنع خلايا الفئران العارية من النمو بالقرب من بعضها البعض. HMW-HA هي أيضًا مادة كيميائية تنشط الاستجابة المضادة للسرطان للجين p16 ، والتي تمنع خلايا الفئران العارية من التكاثر عندما يكون الكثير منها قريبًا من بعضها البعض.

آثار جانبية:

منح أنصاف الآلهة القدرة على إنتاج HMW-HA مثل جرذ الخلد العاري من شأنه أن يتسبب في تغييرات جسدية في مظهر النصف بدائى. سيصبح جلدهم مرنًا جدًا ، تمامًا مثل Naked Mole Rat (وهم ليسوا جميلين جدًا).

مصادر

آخر صورة تم الحصول عليها من هذا الموقع

موقع ويب يحتوي على بيانات عن الريبوسومات الفريدة لجرذ الخلد العاري

نظرة أكثر تعمقًا على آليات مكافحة السرطان لجرذان الخلد العاري

لتبسيط الأمر (كثيرًا) سوف تصاب بالسرطان إذا:

  • هناك جين معيب موجود بالفعل يضمن عمليا إصابة الشخص بالسرطان في مرحلة ما
  • تتعرض الخلية لشيء يؤدي إلى حدوث طفرة خاطئة
  • الجمع بين ما سبق: هناك مخاطر وراثية موجودة مسبقًا ، ثم يحدث الزناد الصحيح (الخطأ).

ملاحظة جانبية: ليست كل الطفرات "سيئة". إذا لم تكن بعض الطفرات مفيدة ، فلن يحدث التطور. في الواقع ، إنها لعبة روليت عشوائية إلى حد كبير: أي طفرة لا تقتل كائنًا قبل أن يبدأ في الإنجاب ستنتقل إلى نسلها. من المرجح أن تنتقل الطفرات التي تزيد من فرصة حدوث الإنجاب عبر الخط ، لكن هذا ليس ضروريًا. الطفرة لا يجب أن يكون مفيد. الشرط الوحيد ، على ما أعتقد ، هو أن الطفرة المعطاة يجب أن تكون على الاكثر ليس مميتًا حتى يتمكن الكائن الحي من التكاثر. تنتهي الكائنات الحية (بما في ذلك البشر) بالكثير من الأشياء العشوائية بهذه الطريقة.

لذا ، بصرف النظر عن السرطان ، قد ينتهي الأمر بأنصاف الآلهة بطفرات مختلفة ، وبعض تلك الطفرات قد يرغبون في الاحتفاظ بها. على سبيل المثال ، فقد شخص ما عينه ، ثم بعد تجديدها ينتهي به الأمر بعيون صفراء زاهية ، أو تلك التي ترى طيفًا ضوئيًا غير عادي (مثل الأشعة فوق البنفسجية).

ما الذي يمنعهم من أداء العملية عدة مرات ، حتى ينتهي بهم الأمر بنتيجة جيدة / مقبولة؟

النقطة التي يجب مراعاتها:

عادةً ما يمكن للخلايا أن تنقسم فقط لعدد محدود من المرات ، حتى تصبح التيلوميرات الخاصة بها قصيرة جدًا ولا يمكنها الانقسام مرة أخرى. بطريقة ما ، هذا يمكن أن يحمي من السرطان (وهو خلية تنقسم بشكل لا يمكن السيطرة عليه) لكنني قرأت في مكان ما أن الخلايا السرطانية في بعض الأحيان تحمي التيلوميرات الخاصة بها مما يجعلها نوعًا ما خالدة.

إذا كانت أنصاف الآلهة ذات عمر طويل جدًا / غير محدود ولا تتقدم في العمر أو تتقدم في العمر بمعدل مختلف ، فقد يعني ذلك أيضًا أن التيلوميرات الخاصة بها هي:

الخيار 1) سيجعل سيناريو "التجدد حتى أكون سعيدًا بالنتيجة" ممكنًا ، وسيجعل أنصاف آلهتك خالدة تقريبًا.

الخيار 2) أعتقد أنه أكثر إثارة للاهتمام. هذا يعني أن التجديد يكلف شيئًا ما. كلما تجددت ، كلما تقدمت في العمر أسرع وموت أسرع. إذا قمت بتجديد عينيك مرات عديدة ، فقد ينتهي بك الأمر بالعمى وما إلى ذلك. كما أنه يجعل سيناريو "التجدد حتى أشعر بالرضا عن النتيجة" ممكنًا ، ولكن ستكون هناك قيود ، على سبيل المثال ، حاول فقط حتى ينتهي بك الأمر شيء ليس مميتًا. هذا يعني أنه سيكون هناك أشخاص يعانون من نتائج سيئة / عشوائية: مشوهون ، مشوهون ، بجلد غير مكتمل ، قرون ، ستة أصابع وما إلى ذلك لأنهم إذا أرادوا إصلاحها ، فعليهم أن يدفعوا مقابل حياتهم ، ولن يرغب الكثيرون في ذلك إفعل ذلك.

للحد من احتمالية حدوث طفرة ، قد يكون التعرض للطفرات محدودًا بشكل متعمد. على سبيل المثال ، قد توجد غرف خاصة من المفترض أن تدخلها للتجديد. لا يوجد ضوء بداخلها ، ويتم تصفية الهواء. ستكون العزلة القسرية مؤلمة نفسية ، لكنها تظل أكثر أمانًا من عدم استخدام الغرفة. سوف تتجدد خارج غرفة التجديد فقط إذا لم يكن لديك خيار آخر. لا تمرض إن أمكن ، لأن ذلك سيزيد من خطر حدوث طفرات (على سبيل المثال إذا كنت مصابًا بالإنفلونزا وكانت إصابتك محدودة بما يكفي بحيث يمكنك الانتظار حتى يخرج الفيروس من نظامك ، فستنتظر) . تذهب عارية تماما. قبل أن تدخل ، أنت مطهّر. أنت تأكل فقط معجونًا مغذيًا سيئًا طوال فترة إقامتك بأكملها في غرفة التجديد وما إلى ذلك. قد تكون خزانات التجديد خيارًا آخر بدلاً من الحجرة في هذه الحالة ولكن تم تنفيذها حتى الموت. أو ربما يتم استخدام الدبابات فقط عندما يكون الضرر كبيرًا جدًا.

قضية تستحق النظر:

ماذا لو قام الشخص بتجديد أعضائه التناسلية وحدثت طفرة تؤثر على الخلايا التناسلية؟ حتى أنهم قد لا يدركون ذلك حتى يولد طفل مصاب بطفرة.

(أنا أيضًا أحب فكرة @ Willk عن أن أنصاف الآلهة مدركون / يتحكمون في عمليات التجديد ، على الأقل جزئيًا ، على سبيل المثال يمكنهم تشغيلها أو إيقافها مؤقتًا ، وفي مستوى أعلى من المهارة حتى التحكم فيها تمامًا)


هل يمكن أن تنجح البيولوجيا المتجددة في البشر؟

يسعى البحث الأساسي لمانسي سريفاستافا إلى الكشف عن أصول تجديد الجسم بالكامل في الحيوانات.

يأمل سريفاستافا أن يتعلم كيف تستمر الأرومات الجديدة وتستيقظ ، ولماذا تكون الخلايا الجذعية البشرية والثدييات محدودة في قدراتها التجديدية.

بإذن من منسي سريفاستافا


يأمل سريفاستافا أن يتعلم كيف تستمر الأرومات الجديدة وتستيقظ ، ولماذا تكون الخلايا الجذعية البشرية والثدييات محدودة في قدراتها التجديدية.

بإذن من منسي سريفاستافا

قم بتقطيع دودة النمر ثلاثية النطاقات إلى نصفين ، وسوف يدور الرأس والذيل كما لو لم يحدث شيء. والأكثر إثارة للدهشة ، بعد بضعة أيام ، أن النصفين سينموان ليصبحا دودتين كاملتين ولا يمكن تمييزهما تقريبًا.

درس أستاذ العلوم الطبيعية المشارك في لوب مانسي سريفاستافا عملية الشفاء والتجديد هذه لأكثر من عقد من الزمان. عملت مع أعضاء مجموعتها البحثية على الكشف عن الآليات الجزيئية والخلوية الكامنة وراء تجديد الجسم بالكامل ، وتتبع تاريخها التطوري. تعتقد أن فهم هذين الجانبين من التجديد يمكن أن يساعد في الجهود المبذولة لتطوير مجال الطب التجديدي البشري.

اختار سريفاستافا دراسة دودة النمر ثلاثية النطاقات لأن هذا الموطن البرمودا الصغير آكل اللحوم بارع بشكل خاص في تجديد الجسم بالكامل: قادر على الشفاء ثم إعادة تكوين كائن حي بأكمله من جزء صغير من جسمه. علاوة على ذلك ، فإن الأنواع تشبه إلى حد كبير مستورقات ، وهي ديدان تمت دراستها على نطاق واسع في مجال بيولوجيا التجديد ، بحيث يمكن للعلماء إجراء مقارنات بين النوعين ، اللذين عاش سلفهما المشترك الأخير قبل 550 مليون سنة. يوضح سريفاستافا أنه إذا كانت هناك أوجه تشابه في الآليات الجزيئية التي يستخدمونها للتجديد ، فإن تحديد هذه العناصر المشتركة والتحقيق فيها يمكن أن يؤدي إلى فهم المبادئ الأساسية التي تتحكم في هذا العمل الفذ.

حدث تقدم في هذا الاتجاه في عام 2019 عندما أبلغت مجموعتها البحثية عن اكتشاف "عامل رائد" ، وهو عامل جزيئي مسؤول عن بدء سلسلة الإشارات الجينية اللازمة للتجديد. وأوضحت أنه في اللحظات التي تلي الإصابة ، تطلق الخلايا حول الموقع التالف إنذارًا عن طريق توليد بروتينات تنشط تصميم الكوريغرافيا للتجديد. ولكن ما العامل داخل الخلايا الذي يتسبب في تشغيل الجينات التي تشفر تلك البروتينات؟ كيف يعرف الحيوان غير المكتمل ما هو مفقود ، وكيف يعيد تكوينه؟ "من" أو ما الذي يقرر كيفية المضي قدمًا؟

قام فريقها بالتحقيق في هذه الأسئلة باستخدام تقنية تُعرف باسم ATACseq والتي سمحت لهم بتكبير بنية الكروماتين - مادة تغليف الحمض النووي الخلوي. ركزوا على مناطق بنية الكروماتين التي فتحت بعد البتر بوقت قصير. حددت هذه المواقع الجينات التي من المحتمل أن تنشط استجابة للإصابة. من خلال تحليل القواسم المشتركة بين مناطق متعددة من الكروماتين المفتوح عبر العديد من الخلايا الموجودة بالقرب من موقع الضرر ، تمكن سريفاستافا وزملاؤه من تحديد "صانع القرار" ، أو العامل المسؤول عن التغييرات الملحوظة في منتجات هذه الجينات المنشطة. أثبت البروتين ، المعروف باسم EGR ، أنه حاسم للتجديد: عندما أوقف الباحثون إنتاجه ، لم يتم تشغيل العديد من الجينات التي كان ينبغي تشغيلها - ولم تتجدد الدودة أبدًا.

يقول سريفاستافا إن هذا العمل قدم "نظرة شاملة" في الخطوات الأولى بعد البتر. يقوم فريقها حاليًا بتطوير صورة أكثر تفصيلاً لهذه الأحداث الجزيئية. للقيام بذلك ، قاموا بتطبيق نفس تحليل بنية الكروماتين على خلايا فردية من الدودة. من خلال النظر في تغيرات الكروماتين داخل الخلايا المفردة ، يأملون في معرفة كيفية تطور العملية التي توجه التجديد بالضبط.


من خلال تمييز خلية واحدة متعددة القدرات (أعلاه ، في أقصى اليسار) ببروتين أحمر فلوري ، يمكن للباحثين مشاهدتها وهي تنقسم ، لتصبح في النهاية دودة كاملة.

بإذن من منسي سريفاستافا

في الوقت نفسه ، حولت سريفاستافا انتباهها إلى المادة الخام التي تستخدمها الديدان لتجديد الأنسجة ، وهي شكل من الخلايا الجذعية البالغة تسمى الأرومة الحديثة. استجابةً للبتر ، "تستيقظ" هذه الخلايا النائمة عادةً وتخضع لانقسام سريع. ويترتب على ذلك نوع من الخيمياء الخلوية ، كما توضح: مثل الخلايا الجذعية الجنينية ، التي تنشط أثناء التطور ، تتحول الخلايا الأروماتية الجديدة إلى "خلايا عصبية ، وعضلات ، وجلد ، وكل ما تحتاجه". هذه القدرة على أن تصبح أي نوع من الخلايا ، والمعروفة باسم تعدد القدرات ، هي سمة موصوفة جيدًا للخلايا الجذعية الجنينية. لكن ديدان النمر قادرة بطريقة ما على الحفاظ على تعدد الخلايا الأروماتية الجديدة في مرحلة البلوغ.

من خلال التحقيق في الأصول الخلوية للخلايا الجذعية الجنينية والبالغة للديدان ، وتوصيف الاختلافات والتشابه بين الاثنين ، يأمل سريفاستافا أن يتعلم كيف تستمر الأرومات الجديدة وتعيد إيقاظها ، ولماذا تكون الخلايا الجذعية البشرية والثديية الأخرى محدودة في قدراتها التجديدية .

باستخدام الأشعة فوق البنفسجية لتمييز الخلايا ذات الأهمية ومتابعتها خلال دورة حياتها ، حقق فريقها تقدمًا كبيرًا نحو تحديد السلالة الخلوية التي تؤدي إلى ظهور الخلايا الجذعية أثناء التطور المبكر للدودة. وتقول: "نريد الآن استخدام نفس الأسلوب في البالغين ،" لفهم كيفية تكوين الديدان ثم الحفاظ على الأرومة الجديدة ، "لإبقائها معلقة ، ولحسن الحظ ، متعددة القدرات ، في جسدها. لا أعتقد أن عملي سيساعد أي شخص على نمو طرف بعد خمس سنوات من الآن ، "وتضيف ،" لكنني أعتقد أنه يمكن أن يؤدي إلى فهم تعدد القدرات ، وكيف يتم تنظيم الجينومات أثناء التجديد. " قد يؤدي ذلك إلى اختراقات في مجال الطب التجديدي البشري الناشئ.


الجهاز التناسلي

تتكاثر بعض أنواع المستورقات جنسيًا ولاجنسيًا. يتكاثر الآخرون اللاجنسي فقط. الأنواع التي يمكن أن تتكاثر جنسيًا تحتوي على مبيضين وخصيتين ، وبالتالي فهي خنثى. يتم تبادل الحيوانات المنوية بين حيوانين أثناء التزاوج. يتم تخصيب البويضات داخليا وتوضع في كبسولات.

في التكاثر اللاجنسي ، تنفصل نهاية ذيل مستورقة عن بقية جسمها. يطور الذيل رأسًا جديدًا ويطور رأس الحيوان ذيلًا جديدًا. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج شخصين.


يمكن أن يكشف جينوم Axolotl الكامل عن سر تجديد الأنسجة

عندما كانت بحيرة Xochimilco بالقرب من مدينة مكسيكو كانت بحيرة Texcoco ، وأسس الأزتيك عاصمة جزيرتهم Tenochtitlan في عام 1325 ، ازدهر سمندل مائي كبير في البحيرة المحيطة. يمتلك إبسولوتل جذورًا عميقة في دين الأزتك ، حيث يُعتقد أن الإله Xolotl ، الذي سمي الحيوان باسمه ، قد تحول إلى إبسولوتل & # 8212 على الرغم من أنه لم يمنع الأزتك من الاستمتاع بقنفذ البحر المحمص من وقت لآخر. تستمر عادة أكل إبسولوتل حتى يومنا هذا ، على الرغم من أن الأنواع أصبحت مهددة بالانقراض في البرية.

حفظ السمندل ذلك طبيعة سجية يسمى & # 8220biology & # 8217s البرمائيات المحبوبة & # 8221 يأخذ أهمية خاصة نظرًا للسمات الرائعة للحيوان & # 8217s. Axolotls هي نباتات عصبية حديثة ، مما يعني أن البرمائيات عمومًا لا تنضج تمامًا مثل الأنواع الأخرى من السمندل ، وبدلاً من ذلك تحتفظ بخياشيمها وتعيش حياتها تحت الماء كنوع من الأحداث. في حالات نادرة ، أو عندما يتم تحفيزها في المختبر ، يمر قنفذ البحر عبر التحول ويطور الرئتين لتحل محل الخياشيم.

يرافق هذه السمات الفريدة جينوم معقد بشكل ملحوظ ، مع 32 مليار زوج قاعدي مقارنة بنحو 3 مليارات زوج قاعدي في الحمض النووي البشري. يحتوي إبسولوتل على أكبر جينوم تم تسلسله بالكامل على الإطلاق ، وقد تم الانتهاء منه لأول مرة في العام الماضي من قبل فريق من العلماء الأوروبيين. أعلنت جامعة كنتاكي ، التي تترأس أبحاث إبسولوتل في الولايات المتحدة ، اليوم أن الباحثين أضافوا تسلسل الكروموسومات الكاملة إلى الجهد الأوروبي & # 8212 & # 8220 حول زيادة ألف ضعف في طول القطع المجمعة ، & # 8221 وفقًا لـ جيريمايا سميث ، أستاذ الأحياء المشارك في جامعة كنتاكي. يأمل العلماء في استخدام هذه البيانات الجديدة لتسخير بعض القدرات الفريدة من إبسولوتل & # 8217.

إبسولوتل هو سمندل يتمتع بقدرة رائعة على التجدد. يمكنه إعادة نمو ذيله وأطرافه ونخاعه الشوكي & # 8212 حتى أدمغتهم. (جامعة كنتاكي)

مثل أنواع السمندل الأخرى ، تتمتع قنافذ البحر بالقدرة على تجديد طرف كامل بالكامل عند فقده. & # 8220Salamanders لديها هذه القدرة الفريدة على تجديد أي شيء تقريبًا تقطعه ، & # 8221 سميث يقول. يمكن لسمك السلمندر تجديد الحبال الشوكية والعينين وأجزاء من أدمغتهم.

في حين أن القدرة على إعادة نمو الذراع بأكملها بعيد المنال بالنسبة للبشر ، إلا أن دراسة جينوم إبسولوتل يمكن أن تكشف عن الأساليب الجينية لتجديد الأنسجة التي يمكن استخدامها في الأبحاث الطبية. يقول سميث إن قدرات التجديد في إبسولوتل & # 8217 تتضمن استخدام الخلايا الجذعية ، بالإضافة إلى طريقة غير معروفة لجعل الخلايا في موقع الإصابة تعود إلى الخلايا الجذعية.

& # 8220Axolotls كان نوعًا نموذجيًا لأكثر من 150 عامًا ، & # 8221 سميث. يمثل تسلسل هذا الجينوم ، تتويجًا لعقود من العمل لبعض العلماء المعنيين ، علامة فارقة كبيرة حيث سيسمح بالعمل على صقل التفاعلات الجينية المحددة التي تسمح لقنفذ البحر بتجديد الأطراف. يقول سميث إن فريقه يعمل الآن مع المجموعة الأوروبية لمواصلة تحسين وتلميع تجميع الجينوم.

يقول ديفيد جاردينر ، أستاذ علم الأحياء بجامعة كاليفورنيا في إيرفين الذي عمل مع قنافذ البحر ودرس التجدد لعقود من الزمن ، إن الجينات التي تتحكم في التجدد ليست بالضرورة فريدة بالنسبة إلى السمندل.

& # 8220 السلمندر ليست خاصة. لا يعني ذلك أن لديهم جينات تجديد خاصة ، & # 8221 يقول غاردينر. على الرغم من أن السمندل ينظم جيناته بشكل مختلف عن الأنواع الأخرى. الهدف في النهاية هو إيجاد طريقة للإشارة إلى المسارات بين الجينات وتفعيل القدرة على تجديد المادة الوراثية والأنسجة في النهاية. يمكن أن تكون هذه العملية ممكنة باستخدام نوع من & # 8220 ضمادة ذكية & # 8221 التي تنشط مسارات معينة ، أو عن طريق تشغيل العملية باستخدام أداة تحرير الجينات مثل CRISPR-Cas9.

ومع ذلك ، & # 8220 لا يمكنك & # 8217t فعل ذلك إذا لم & # 8217t تعرف ما هي تلك المناطق ، & # 8221 يقول غاردينر. يقول إن الجهد & # 8220herculean & # 8221 من قبل سميث وزملائه لتسلسل الجينوم سيساعد في تحريك هذه العملية.

من المتوقع أيضًا أن يؤدي البحث إلى تعزيز فهم العلماء لعلم الوراثة بشكل عام. & # 8220It & # 8217 سوف تأخذ فهمنا إلى المستوى التالي ، & # 8221 يقول غاردينر. عندما يتعلق الأمر بالتجديد ، يهتم العلماء بكيفية تأثير بعض الجينات والتفاعل مع الآخرين على بعد آلاف الأزواج الأساسية.

د. جيراميا سميث وراندال فوس في مختبرهما بجامعة كنتاكي. (جامعة كنتاكي)

لقد استفاد سميث وفريقه بالفعل من خريطة الجينوم الجديدة هذه من خلال تحديد الجين المسؤول عن التسبب في عيب في القلب يحدث بين قنافذ البحر. يمكن أن تساعد معرفة الجينات المسؤولة عن هذا الخلل العلماء على فهم ما قد يسبب بعض مشاكل القلب لدى البشر.

العمل له أيضا آثار على الحفظ. في حين أن إبسولوتل قد يكون شائعًا إلى حد ما في مختبرات مجموعة فرعية معينة من علماء الجينات ، فإن السمندل يقع في الواقع تحت ضغط كبير في موطنه الوحيد في البرية. عندما سقطت إمبراطورية الأزتك في يد الإسبان ، حول الأوروبيون المدينة الأصلية إلى مكسيكو سيتي. استمرت المنطقة الحضرية في التوسع منذ ذلك الحين ، غالبًا على حساب موائل الأراضي الرطبة التي كانت منتشرة عبر وادي المكسيك.

اليوم ، بحيرة Xochimilco هي ظل لبحيرة Texcoco. تقع في جنوب شرق مكسيكو سيتي. تشتهر المنطقة بالسياح وعطلات نهاية الأسبوع من المدينة الذين يستأجرون القوارب في منطقة القناة. وفقًا للاتحاد الدولي للحفاظ على الطبيعة ، فإن تلوث المياه في المناطق الحضرية ، والتنمية التجارية ، والصيد ، وتغير المناخ والأنواع الغازية كلها تهدد ما تبقى من قنفذ البحر البري في قنوات بحيرة Xochimilco.

يقول لويس زامبرانو ، عالم الأحياء في الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك الذي يعمل مع قنافذ البحر ، إن عمل الجينوم يعزز أهمية الحفاظ على البرمائيات في البرية.

& # 8220Axolotls يمكنها البقاء على قيد الحياة في الخزانات ، ولكن يمكن تقليل تباينها نظرًا لأن عدد السكان وأصولهم مقيدة ، & # 8221 يقول زامبرانو في رسالة بريد إلكتروني. & # 8220 التباين العام للمجموعات البرية [أصبح] مهمًا للغاية إذا أردنا ذلك استخدم جينوم السمندل هذا كنظام قادر على مساعدة صحة الإنسان. & # 8221

عرف الأزتك بقوة إبسولوتل & # 8217s المتجددة ، ونسبوا ذلك إلى القوى التي تشبعها Xolotl. الآن ، أكبر عقبة أمام فهم سر هذه القدرة الإلهية على ما يبدو هو التهديد الذي نشكله على نفس الحيوان الذي نأمل أن نتعلم منه.


مستقبل الطب التجديدي

يومًا ما ، ستكون قوائم انتظار عمليات زرع الأعضاء شيئًا من الماضي.

يقول شارليني سانكاران ، دكتوراه ، المدير التنفيذي لمبادرة Duke's Regeneration Next Initiative: "في يوم من الأيام ، سيتمكن المرضى من الوصول إلى علاجات الطب التجديدي التي من شأنها التحايل على مضاعفات التبرع بالأعضاء". "سنكون قادرين على استخدام آليات الإصلاح الفطرية في أجسامنا للتخلص من وقت الانتظار والتكلفة والإمداد المحدود لزرع الأعضاء. بدلاً من زرع الأعضاء ، سنعرف كيفية إصلاح أعضائنا ".

وهذه مجرد واحدة من إمكانيات الطب التجديدي ، وهو مجال له مرجع تاريخي في أسطورة بروميثيوس ومستقبل مثير مرتبط بشكل غير متوقع بالقدرات التجديدية الرائعة لأسماك المياه العذبة الصغيرة المخططة ، الزرد (Danio rerio). يسعى الطب التجديدي إلى استعادة وظائف الأعضاء دون التبرع بالأعضاء أو زرعها. بدلاً من ذلك ، يحاول العلماء إما هندسة أو تجديد الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء البشرية - وهي إنجازات كانت في الماضي غير البعيد أكثر احتمالًا في الخيال العلمي منها في المختبرات العاملة.

مبادرة Regeneration Next ، التي تم تأسيسها في عام 2016 ، هي رد جامعة Duke على أفضل طريقة لتسخير إمكانات المجال متعدد التخصصات سريع التوسع والفطرة. يسعى Regeneration Next جاهدًا للتواصل ، ودعم ، وتعزيز جهود أكثر من 60 عضوًا من أعضاء هيئة التدريس من جميع أنحاء كلية الطب ، وكلية Pratt للهندسة ، وكلية Trinity للفنون والعلوم. دوق هو المكان المثالي لهذا الجهد المشترك. يقول سانكاران: "تتجمع جميع المكونات معًا هنا ، تحت سقف واحد". "هدفنا هو الجمع بين أفضل أعضاء هيئة التدريس والمتدربين الذين يقومون بهذا العمل المثير ، وتسهيل التعليم والاكتشاف وترجمة الأبحاث إلى علاجات للمرضى."

قام العديد من المهندسين والعلماء الطبيين في جامعة ديوك بالفعل باكتشافات مذهلة في الطب التجديدي. كين بوس ، دكتوراه ، مدير Regeneration Next وأستاذ بيولوجيا الخلية جيمس بي ديوك وأستاذ الطب ، رائد البحث في تجديد عضلة القلب في أسماك الزرد ويأمل في تحديد المسارات في قلب الإنسان التي يمكن أن تؤدي في يوم من الأيام إلى مماثلة. إعادة نمو الأنسجة التالفة. مع ما يقرب من 70 في المائة من التشابه الجيني والعديد من الأعضاء والأنسجة الرئيسية مثل البشر ، يعتبر سمك الزرد نماذج مثالية للباحثين لدراسة الآليات الكامنة وراء تجديد القلب والحبل الشوكي والجلد وأنسجة المفاصل وخلايا الدماغ ، في آمال في فتح عمليات كامنة مماثلة في البشر.

نيناد بورساك ، دكتوراه ، المدير المشارك لـ Regeneration Next وأستاذ الهندسة الطبية الحيوية ، يتخذ نهجًا مختلفًا ولكن مع وضع هدف مماثل في الاعتبار: تغيير الطريقة التي نتعامل بها مع السبب الرئيسي للوفاة في الولايات المتحدة ، أمراض القلب. يمتلك فريقه بقعًا قلبية مُصنَّعة بالهندسة الحيوية تتكون من خلايا عضلة القلب البشرية. بدلاً من فقدان الوظيفة في منطقة تضررت من نوبة قلبية إلى النسيج الندبي ، يمكن للرقعة القلبية المهندسة الموضوعة فوق المنطقة المصابة أن تستعيد يومًا ما قدرة القلب على الانقباض الكامل ونقل الإشارات الكهربائية كما تفعل الأنسجة السليمة.

تتطلب التحديات المعقدة مناهج متعددة الأوجه. ينصب التركيز الحالي لـ Regeneration Next على الاستثمار في الأفراد الذين هم في طليعة البحث الاستكشافي على مختلف المستويات وعبر العديد من المجالات. يمثل جذب المواهب أولوية قصوى في التعيينات الأخيرة لأعضاء هيئة التدريس بما في ذلك Purushothama Rao Tata ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، والأستاذ المساعد لبيولوجيا الخلية ، الذي يبحث في الآليات الخلوية لإصلاح وتجديد الأنسجة الطلائية للرئة. دعم بيئة تعاونية بين أعضاء هيئة التدريس والطلاب من مختلف الأقسام والمختبرات هو آخر. تُعقد التجمعات غير الرسمية التي تقودها الكلية ، والتي يطلق عليها اسم "محادثات الطباشير" ، شهريًا للباحثين للالتقاء لتبادل الأفكار والنتائج التي لم يتم نشرها بعد. وتستثمر Regeneration Next بشكل كبير في وظائف طلاب ما بعد الدكتوراه الموهوبين من خلال الزمالات. يقول سانكاران: "باحثو ما بعد الدكتوراه في مرحلة مبكرة جدًا من حياتهم المهنية ، ولديهم أفكار جديدة ومستعدون لتحمل المخاطر". "إنهم يريدون في النهاية إنشاء مختبراتهم الخاصة والقيام بأعمال محفوفة بالمخاطر ، وغالبًا ما يكون من الصعب تمويل هذا النوع من العمل."

الطب التجديدي لديه القدرة على تغيير جذري في علاج الإصابة والمرض. قد يكون هناك يوم يستعيد فيه المرضى الذين يعانون من الشلل الحركة ، وعندما ينعكس القلب المتندب مساره من خلال التجدد ، وعندما لا يعني تشخيص مرض الزهايمر أو مرض باركنسون التنكس العصبي الحتمي. And, as lifespans increase, knee cartilage worn to the bone by decades of function, for example, might be repaired by injecting a regenerative trigger rather than surgical replacement, enhancing mobility and lifestyle for a growing segment of the population.

“We are a ways from bringing these treatments to patients,” says Sankaran, “but Duke’s investments in basic science and in the applications of regenerative medicine are how these ideas will become reality.”


Organ and Limb Regeneration

BAR HARBOR — James Godwin will give a talk about organ regeneration Jan. 14 at 5 p.m. in the Kinne Library at the MDI Biological Laboratory (MDIBL).

The talk, the first in the 2019 MDI Science Café series, is titled “Unlocking the Potential for Repair and Regeneration of Human Limbs, Hearts, Brains and Other Organs.”

“Though the ability to grow a new limb after injury or new heart muscle after a heart attack may seem like science fiction, regenerative biology may be closer than we think to achieving this goal,” event organizers said. “The key may lie with scarring, which appears to function as a barrier to regeneration in humans.”

Godwin, who studies regeneration in salamanders at MDIBL, will talk about how the potential for humans to achieve “salamander-like” regenerative capabilities could transform medicine. He will also discuss some key areas that are under investigation in regenerative biology and the path to the development of clinical therapies to promote scar-free regeneration and repair in humans.

“The salamander can faithfully repair damaged organs or replace a missing body part such as a limb, throughout its life,” Godwin said. “In contrast, humans and mice fail to replace damaged limbs or effectively heal other tissues without scarring, which reduces the ability of organs to function normally and can be fatal to organs such as the heart.”

By studying the advanced wound repair process in salamanders — in particular, a type of Mexican salamander called the axolotl that is nature’s champion of regeneration — Godwin has made significant progress toward understanding the potential barriers to human regeneration and how they may be overcome.

“The extraordinary incidence of death and disability from heart disease, for example, is directly attributable to scarring,” Godwin said. “If humans could get over the scarring hurdle in the same way that salamanders do, the system that blocks regeneration in humans could potentially be broken.”

In addition to regenerating heart tissue following a heart attack, the ability to unlock the dormant capabilities for regeneration in humans through the suppression of scarring has potential applications for the regeneration of tissues and organs lost to traumatic injury, surgery and other diseases, Godwin said.

His reflect the unique research approach at MDIBL, where scientists study regeneration in a diverse range of highly regenerative animal models with the goal of gaining insight into how to trigger dormant genetic pathways for regeneration in humans.

MDI Science Cafés are offered in fulfillment of the laboratory’s mission to promote scientific literacy and increase public engagement with science. The events offer a chance to hear directly from speakers about trends in science. Short presentations delivered in everyday language are followed by lively, informal discussion.


The banality of danger

In listening to these talks I was struck by how mundane the sources of these dangers were when it comes to day-to-day life. Unlike nuclear war or some lone terrorist building a super-virus (threats that Sir Martin Rees eloquently spoke of), when it comes to the climate crisis and an emerging surveillance culture, we are collectively doing it to ourselves through our own innocent individual actions. It's not like some alien threat has arrived and will use a mega-laser to drive the Earth's climate into a new and dangerous state. Nope, it's just us — flying around, using plastic bottles, and keeping our houses toasty in the winter. And it's not like soldiers in black body armor arrive at our doors and force us to install a listening device that tracks our activities. Nope, we willingly set them up on the kitchen counter because they are so dang convenient. These threats to our existence or to our freedoms are things that we are doing just by living our lives in the cultural systems we were born into. And it would take considerable effort to untangle ourselves from these systems.

So, what's next then? Are we simply doomed because we can't collectively figure out how to build and live with something different? انا لا اعرف. It's possible that we are doomed. But I did find hope in the talk given by the great (and my favorite) science fiction writer Kim Stanley Robinson. He pointed to how different eras have different "structures of feeling," which is the cognitive and emotional background of an age. Robinson looked at some positive changes that emerged in the wake of the COVID pandemic, including a renewed sense that most of us recognize that we're all in this together. Perhaps, he said, the structure of feeling in our own age is about to change.


شاهد الفيديو: نشرة الرابعة. شاهد تفاصيل برنامج تنمية القدرات البشرية في السعودية (شهر فبراير 2023).