Harvard Bilim İnsanları Yenilenmenin Sırlarını Öğrenmek İçin Karanlıkta Parlayan Solucanları İnceliyor
Harvard bilim adamları, üç bantlı panter solucanlarını transgenik hale getirerek rejenerasyon çalışmasını bir sonraki seviyeye taşıyor.
Üç bantlı bir panter solucanının kafasını kesersen, onun yerini bir başkası alır, ağız, beyin ve her şey. Kuyruğunu kes ve bir tane daha büyüyecek. Solucanı üç ayrı parçaya ayırın ve sekiz hafta içinde tam olarak oluşturulmuş üç solucan olacaktır. Kes şunu… peki, resim elde edersin…
Basitçe söylemek gerekirse: Üç bantlı panter solucanları, tüm vücut yenilenmesi söz konusu olduğunda tüm zamanların en iyilerinden biridir. Bilim adamlarının bu inanılmaz başarıyı nasıl başardığını öğrenmek için bu Tic Tac boyutlu solucanı incelemeye başlamalarının nedeni budur. Şimdi, bir araştırma ekibi, karanlıkta parlamalarını sağlayarak bu solucanların çalışmasını bir sonraki seviyeye taşıyor.
Çalışma, yeni bir makalede açıklanmıştır. Developmental Cell ve Harvard’da organizma ve evrimsel biyoloji profesörü olan Mansi Srivastava tarafından yönetiliyor ve model organizma olarak kullanmak üzere bu solucanları ilk kez 2010’da topluyor.
Şimdi, karanlıkta UV ışığıyla parlayan solucanlar kulağa aldatıcı gelebilir, ancak çalışmanın araştırmacıları bunun bundan çok uzak olduğunu açıklıyor.
Bunu söylemenin bilimsel yolu, solucanların artık transgenik olmasıdır. Transgenesis, bilim adamlarının normalde o genomun parçası olmayan bir organizmanın genomuna bir şey sokmasıdır. Srivastava, “Bu, biyologların bir hayvanın vücudunda hücrelerin veya dokuların nasıl çalıştığını incelemek için kullandıkları bir araçtır” dedi.
Karanlık faktördeki parıltı, bir protein haline geldiğinde belirli floresan parıltılar yayan bir genin katılmasından gelir. Bu floresan proteinler ya yeşil ya da kırmızı parlıyor ve örneğin parlayan kas hücrelerine veya parlayan cilt hücrelerine yol açabilir.
Bu parlamanın sağladığı şey, hücrelerin neye benzediğini, hayvanda nerede olduklarını ve birbirleriyle nasıl etkileşime girdiklerini çok daha iyi ayrıntılarla görselleştirme yeteneğidir.
Araştırmacılar ayrıca solucanın genomuna belirli bilgiler ekleyebilir veya bunları çıkarabilir. Bu kesinlik düzeyi – hem hücrelerin görsel çözünürlüğü hem de genoma ekleme yapma veya hatta onu istedikleri gibi ayarlama yeteneği söz konusu olduğunda – transgenezi özellikle güçlü yapan şeydir. Araştırmacıların bir organizmadaki herhangi bir sürecin spesifik mekanizmasını incelemesine izin verir.
Üç bantlı panter solucanları söz konusu olduğunda, bilimsel olarak acoel solucanı olarak bilinen bir deniz hayvanı Hofstenia Miami, araştırmacılar belirli genleri devre dışı bırakmak gibi çok hassas manipülasyonlar yapabilirler. Bu, solucanı, rejenerasyon söz konusu olduğunda, bir kafa yerine bir kuyruk veya bir yerine iki kafa ve yanlış yerde büyütme gibi bazı hatalara zorlayabilir. Bu, nihayetinde bilim adamlarının, solucanın genellikle mükemmel tüm vücut yenilenmesini gerçekleştirmesi için hangi genlerin gerekli olduğunu gerçekten daraltmasına yardımcı olabilir.
Şimdi, transgenik solucanlar yapma yeteneği ile araştırmacılar, yenilenme için kritik olan bir kök hücre popülasyonunu incelemek için en heyecanlı olduklarını söylüyorlar. Hücrelere neoblast denir ve pluripotent olduklarına inanılır, yani hayvanlarda nöronlar, deri hücreleri, kas hücreleri veya bağırsak hücreleri gibi başka herhangi bir hücre tipi üretebilirler.
Srivastava, “Bu hücrelerden herhangi birinin rejenerasyon sırasında hayvanda gerçekte nasıl davrandığını bilmiyoruz” dedi. “Transgenik solucanlara sahip olmak, hücreleri yenilenirken hayvan bağlamında izlememize izin verecek.”
Bu solucanlardaki transgenez, bilim adamlarının solucandaki kas liflerinin birbirine ve deri ve bağırsaktakiler gibi diğer hücrelere nasıl bağlandığına dair bazı yeni biyolojik anlayışlar kazanmalarına şimdiden izin verdi. Araştırmacılar, kas hücrelerinin, sıkı sütunlarda birbirine geçen uzantılara sahip olduğunu ve solucan yapısını ve desteğini neredeyse bir iskelet gibi veren sıkı sıkıya bağlı bir ızgarayı koruduğunu gördüler.
Araştırmacılar, kasların sadece bir şeyleri bir arada tutmaktan daha fazlasını yapıp yapmadığını, aynı zamanda neyin yenilenmesi gerektiğine dair bilgileri depolayıp ilettiğini bilmekle ilgileniyorlar.
Transgenik bir solucan soyu oluşturmak yaklaşık sekiz hafta sürer ve Srivastava laboratuvarı basamakları paketler. Modifiye edilmiş enjekte ediyorlar DNA yeni döllenmiş embriyolara dönüştürülür. Bu DNA ve modifikasyonları daha sonra bölündükçe hücrelerin genomuna dahil edilir. O solucan büyüdüğünde parlayacak ve bu parıltı çocuklarına ve çocuklarına geçecek.
Srivastava, Whitehead Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacıyken Bermuda’da 120 tanesini toplamasından bu yana on yıldır bu solucanlar üzerinde çalışıyor. 2015 yılında Harvard Organizma ve Evrimsel Biyoloji Departmanına katıldı ve panter solucanlarında rejenerasyon ve kök hücreleri incelemeye odaklanan bir araştırma programı başlattı. 2019 yılında yapılan bir çalışmada, Srivastava ve meslektaşları, solucanlarda tüm vücut yenilenmesi için genleri kontrol ediyor gibi görünen bir dizi DNA anahtarını ortaya çıkardı.
Solucanları çok uzun süredir inceleyen Srivastava ve ekibi, onlara, çizgili desenlerine ve ilginç davranışlarına – çiftleşmelerinden oldukça doymak bilmez yırtıcılar, hatta bazen yamyam olmaya kadar oldukça bağlı hale geldi. Örneğin, bir süredir beslenmedilerse ve bir tankta birkaç tane varsa, birbirlerinden ısırırlar. O zaman rejenerasyon gerçekten işe yarar, ancak eğer orada çok daha büyük bir solucan varsa, bazılarının daha küçük solucanları bütün olarak yuttuğu bilinmektedir.
Tüm bunlar dikkate alındı: “Kesinlikle büyüleyiciler,” “Onlar güzel organizmalar,” dedi Srivastava.
Referans: “Acoel solucanında transgenez Hofstenia Miami” tarafından Lorenzo Ricci ve Mansi Srivastava, 8 Kasım 2021, Developmental Cell
DOI: 10.1016 / j.devcel.2021.10.012
Kapak Resmi: Kas hücrelerinin yeşil renkte parladığı kas transgenik çizgisinden bütün bir solucan. Kaynak Lorenzo Ricci