एक डिश में, चूहे, स्टेम सेल से बने होते हैं,

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एक डिश में, चूहे, स्टेम सेल से बने होते हैं,

एक छोटे चूहे के भ्रूण का दिल धड़कता है। उसकी मांसपेशियां, रक्त वाहिकाएं, आंत और तंत्रिका तंत्र विकसित होने लगा है। लेकिन यह भ्रूण असामान्य है: उस प्रयोगशाला में, माउस भ्रूणीय स्टेम कोशिकाओं से बनाया गया था, और अब तक बनाए गए स्तनपायी के सबसे परिष्कृत (पकवान) मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है।

वर्जीनिया स्कूल ऑफ मेडिसिन विश्वविद्यालय में क्रिस्टीन और बर्नार्ड थिसे द्वारा विकसित यह नया मॉडल, स्टेम सेल का उपयोग करके स्तनधारियों के प्राकृतिक विकास की नकल करने के वैज्ञानिकों के प्रयासों में एक बड़ा कदम है। इसका अस्तित्व एक आश्चर्य है जो वैज्ञानिकों को स्तनधारियों में भ्रूण के सुरक्षात्मक आवरण को समझने, नई दवाएं बनाने और अंततः प्रत्यारोपण की आवश्यकता वाले लोगों के लिए ऊतकों और अंगों को विकसित करने में मदद करेगा।

“हमें भ्रूण विकास शुरू करने के लिए स्टेम कोशिकाओं के एक समूह को निर्देश देने का एक तरीका मिला। इस नियंत्रित निर्देश के जवाब में, भ्रूण भ्रूण में एक इकाई के माध्यम से विकसित होता है, एक एकत्रित भ्रूण प्रक्रिया की तरह, एक के बाद एक भ्रूण कदम दोहराता है,” क्रिस्टीन ने समझाया यह, यूवीए की कोशिका जीव विज्ञान। विभाग के पीएचडी। “आश्चर्यजनक बात यह है कि हम विभिन्न प्रकार के ऊतक प्राप्त कर सकते हैं जो प्रामाणिक चूहे के भ्रूण में मौजूद हैं।”

बर्नार्ड थिसे, पीएचडी, जो सेल बायोलॉजी विभाग का भी हिस्सा हैं, ने प्रगति के महत्व को नोट किया: “मानव अंग कई प्रकार के सेल से बने होते हैं जो बढ़ते भ्रूण के विभिन्न हिस्सों से उत्पन्न होते हैं,” उन्होंने कहा। “उदाहरण के लिए, आंतें कोशिकाओं से बनी होती हैं जो एक खोखली ट्यूब बनाती हैं। इन ट्यूबों के नमूने एक डिश में बनाए जाते हैं और आंतों के ऑर्गेनोइड कहलाते हैं। हालांकि, यह ट्यूब एक कार्यात्मक आंत बनाने के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि इस अंग में अन्य शामिल हैं। घटक जैसे चिकनी मांसपेशियां, रक्त वाहिकाएं और नसें जो आंतों के कार्य को नियंत्रित करती हैं और विभिन्न मूल की कोशिकाओं से बनी होती हैं। हमने जो एकमात्र इंजीनियरिंग की है वह यह है कि भ्रूण जैसे संगठन इसे प्रदान करते हैं। “

स्टेम सेल की संभावना

स्टेम सेल विशेष कोशिकाएं होती हैं जो विशिष्ट कार्यों के साथ अन्य प्रकार की कोशिकाओं में परिवर्तित हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, स्टेम सेल हमारे हृदय, हमारे मस्तिष्क, हमारी हड्डियों, हमारी नसों में बदल जाते हैं। इसलिए वैज्ञानिक स्टेम सेल की क्षमता का उपयोग करने, उन्हें चिकित्सा अनुसंधान में आगे बढ़ाने और मानव रोगियों के लाभ के लिए काम करने के लिए उत्सुक हैं। लेकिन कई प्रकार के सेल के साथ परिष्कृत मॉडल बनाना बेहद चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। प्रकृति जैसे प्राणी को विकसित करने के लिए आवश्यक ऑर्केस्ट्रा चलाने की तुलना में एक डिश में एक सेल प्रकार के गठन को निर्देशित करना बहुत आसान है।

थीसिस का नया मॉडल अपने परिष्कार के लिए उल्लेखनीय है। शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि स्टेम सेल से कई ऊतकों के साथ स्तनधारी भ्रूण का इन विट्रो मॉडल है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि उन संरचनाओं को नॉटोकॉर्ड (कशेरुक स्तंभ के अग्रदूत) के आसपास व्यवस्थित किया जाता है, जो कशेरुक जानवरों की एक परिभाषित विशेषता है। थीसिस मॉडल में, विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं को खूबसूरती से और ठीक से बुना जाता है – एक बड़ी उपलब्धि।

इसे पूरा करने के लिए, थीसिस और उनके सहयोगियों को स्टेम सेल क्षेत्र में कुछ बड़ी चुनौतियों का सामना करना पड़ा। पिछले मॉडल ठीक से विकसित होने में विफल रहे, या ठीक से कॉन्फ़िगर नहीं किए गए थे, या अन्य समस्याओं से घिरे थे। जीव विज्ञान विकसित करने और मछली भ्रूण से कोशिकाओं का उपयोग करने में अपनी विशेषज्ञता का उपयोग करके अपने पिछले काम पर निर्माण (2014 में साइंस जर्नल में प्रकाशित), थीसिस ने इन समस्याओं को हल किया। परिणाम ठीक से व्यवस्थित कोशिकाओं और ऊतकों के साथ एक डिश में चूहे की शुरुआत है। थीसिस मॉडल के साथ, नोटोकॉर्ड मौजूद है और इसके लिए जिम्मेदार है; पाचन तंत्र विकसित होने लगता है; दिल धड़कता है; और, पहली बार इन विट्रो में, तंत्रिका तंत्र तंत्रिका ट्यूबों के गठन के साथ विकसित होता है।

“यह इन विट्रो माउस मॉडल से पता चलता है कि हम चरणों के सही क्रम में जटिल विकास कार्यक्रमों को निष्पादित करने के लिए कोशिकाओं को प्रेरित करने में सक्षम हैं। सभी प्रकार के ऊतकों के निर्माण के साथ, हम आशा करते हैं कि वैज्ञानिक समुदाय ठीक से अंगों का निर्माण करने में सक्षम होंगे। “क्रिस्टीन यह कहा। “डिश को एक दिन कार्यात्मक मानव प्रतिस्थापन अंगों का उत्पादन करने में सक्षम होना चाहिए। इससे प्रत्यारोपण के लिए अंगों की कमी समाप्त हो जाएगी।”

थीसिस का नया मॉडल अभी पूर्ण माउस नहीं है और एक में विकसित नहीं हो सकता है। मुख्य भाग अभी भी गायब हैं, जैसे मस्तिष्क का अग्र भाग। अभी के लिए, भ्रूण का विकास चूहे के भ्रूण के मध्यकाल के अनुरूप समय पर रुक जाता है। शोधकर्ताओं की असली उपलब्धि माउस भ्रूण के विकास की नकल करके परिष्कृत, भ्रूण जैसी संरचनाएं बनाने के लिए एक प्रभावी दृष्टिकोण विकसित करना है। यह उनके क्षेत्र को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ाता है, और यह वैज्ञानिकों को स्टेम कोशिकाओं पर अधिक नियंत्रण देता है जितना वे कभी जानते हैं।

बर्नार्ड थिसे ने कहा, “वर्तमान में हम जिन कढ़ाई का उत्पादन कर रहे हैं उनमें पूर्वकाल मस्तिष्क डोमेन की कमी है।” “हालांकि, हमारे द्वारा विकसित प्रौद्योगिकियों के साथ, हमें किसी बिंदु पर, भ्रूण के गठन को नियंत्रित करने वाले परमाणु संकेतों में हेरफेर करने में सक्षम होना चाहिए, और इससे पूर्ववर्ती मस्तिष्क सहित सभी ऊतकों और अंगों के साथ इकाई जैसी संस्थाओं का उत्पादन करना चाहिए।”

क्रिस्टीन थिसे ने कहा, “विकासात्मक जीवविज्ञानी के अपने करियर के दौरान हमने जो ज्ञान प्राप्त किया है, उसने स्टेम सेल क्षेत्र में इस अध्ययन के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में काम किया है।” “यह हमारे लिए एक बड़ी छलांग थी, लेकिन यह दर्शाता है कि यदि आपके पास एक ठोस विचार है, तो इसका उपयोग बाधाओं को पार करने और अन्य उद्देश्यों के लिए विकसित किया जा सकता है। समस्याओं को हल करने के लिए अधिक से अधिक।”

उसने कहा, “भ्रूण को विकसित होते देखना एक अद्भुत बात है।” “मैं भाग्यशाली हूं कि मेरे काम ने मेरे ज्ञान में योगदान दिया कि कैसे अकशेरुकी और रीढ़ की हड्डी के भ्रूण विकसित होते हैं, और इन सिद्धांतों का उपयोग करके, हम ईंट बनाने के लिए स्टेम सेल का उपयोग करके एक डिश में भ्रूण बनाने में सक्षम थे।”

शोध को मार्च ऑफ डाइम्स (अनुदान 1-FY15-298), जेफरसन ट्रस्ट (FAAJ3199) और वर्जीनिया विश्वविद्यालय द्वारा समर्थित किया गया था। Maraysa de Oliveira-Melo को CNPq-ब्राज़ील (200535 / 2014-5) द्वारा समर्थित किया गया था।

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Source by www.sciencedaily.com

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