Foto aus offenen Quellen
Wichtige aktuelle Nachrichten: Biologen der Tufts University (USA) gelang es, die Fähigkeit zur Regeneration von Schwanzgewebe in wiederherzustellen Kaulquappen. Eine solche Arbeit könnte als gewöhnlich angesehen werden, wenn nicht Ein Umstand: Das Ergebnis wurde auf nicht triviale Weise erzielt, mit die Verwendung von Optogenetik, die auf Management basiert Zellaktivität mit Hilfe von Licht. Das ultimative Ziel all dieser Forschung – entdecken Sie die natürlichen Mechanismen, die steuern Wiederherstellung von Körperteilen und lernen, sie in den Menschen zu integrieren. Kaulquappen sind für diese Aufgabe am besten geeignet, da in der frühen Phase der Entwicklung behalten die Fähigkeit, verlorene zu ersetzen Gliedmaßen, aber dann scharf verlieren. Wenn Sie den Schwanz von Individuen abschneiden, in die sogenannte Refraktärzeit eingetreten, werden sie nicht in der Lage sein Wachsen Sie es wieder. Interne Systeme zur Steuerung der Regeneration, immer noch in ihren Körpern vorhanden, aber aus irgendeinem Grund gestoppt. Michael Levin und Kollegen haben sie gezwungen wieder zu verdienen, tatsächlich physiologische Zeit zurück zu drehen. Großartig, wie sie es gemacht haben. Eine Gruppe von Kaulquappen, ohne Schwanz, wurde in einem von kurz beleuchteten Behälter gezüchtet Lichtblitze für zwei Tage; der andere lebte in vollem Umfang im Dunkeln. Infolgedessen erholten sich die Kaulquappen der ersten Gruppe volles Schwanzgewebe, einschließlich Strukturen der Wirbelsäule, Muskeln, Nervenenden und Haut. Kaulquappen überwinden zweitens die Konsequenzen Amputationen konnten nicht, wie in ihrem Alter erwartet. Wenn es so aussieht Fokus, es ist nur teilweise. Um herauszufinden, warum es passiert ist Das dem Experiment zugrunde liegende Prinzip muss geklärt werden. In der Tat alle Tiere in einem Stadium Lebenszyklus, identischen Manipulationen ausgesetzt. Das einzige was Was die beiden Gruppen unterschied, war das Vorhandensein oder Fehlen von Licht. Allerdings Das Licht war nicht die wahre Ursache für die Veränderung. Er diente ein Fernschalter, der den Faktor betätigte, was (auf nicht ganz klare Weise) den Regenerationsprozess startete. Hyperpolarisation wirkte als solcher Faktor. Transmembranzellpotentiale; oder einfacher – Bioelektrizität. Mit der Optogenetik können Sie relativ einfach ein Experiment erstellen. Archerhodopsin Photosensitive Protein mRNA Molecule Injection wurden in Kaulquappen eingeführt. Dies führte dazu, dass nach einigen Zeit auf der Oberfläche gewöhnlicher Zellen, die sich in der Dicke des Gewebes befinden, “Eichhörnchenpumpen” erschienen. Unter der Bedingung der Stimulation mit Licht (und nur in in diesem Fall) induzierten sie einen Ionenfluss durch die Membran und veränderten sich dadurch sein sehr elektrisches Potential. Im Wesentlichen neben der Membran lichtaktivierte Pumpen, Wissenschaftler helfen Kaulquappen nichts nicht angeboten. Allerdings nur die Auswirkungen auf die elektrische Es stellte sich heraus, dass die Zelleigenschaften ausreichen, um im Körper zu laufen komplexe Kaskade von Regenerationsprozessen. Im Gegenzug danke Die Optogenetik, um diese Veränderungen von außen herbeizuführen, ist einfach, Sie brauchen sie nur auf die Kaulquappe leuchten. Regeneration bleibt eine der wichtigsten Geheimnisse der Biologie. Im Jahr 2005 rangierte das Wissenschaftsmagazin unter 25 Die wichtigsten Probleme der Wissenschaft, die nächste Frage: Was Kontrolliert die Organregeneration? Leider haben Wissenschaftler bisher versagt Ende zu verstehen, warum einige Tiere in jedem Stadium ihres Lebens verlorene Körperteile frei wiederherstellen, während andere diese Fähigkeit für immer verlieren. Sobald dein Körper wusste wie ein Auge oder einen Arm wachsen lassen. Es ist lange her, ganz am Anfang des Lebens in als Embryo. Fachleute sind daran interessiert, wo dies verschwindet. Wissen und ob es möglich ist, es bei einem Erwachsenen wiederzubeleben. In Im gegenwärtigen Moment konzentriert sich die Suche nach den meisten Biologen auf hauptsächlich um Genexpression oder chemische Signale. In Michael Levines Labore beantworten das Rätsel der Regenerationshoffnung Entdecken Sie in einem anderen Phänomen die Bioelektrizität und diese Hoffnungen durch anscheinend nicht ohne Grund. Das in einem lebenden Organismus Es gibt elektrische Ströme, die aus der Zeit der Experimente bekannt sind Galvani. Allerdings haben nur wenige ihre Auswirkungen auf die Entwicklung untersucht aufmerksam wie Levin. Bioelektrizität hat seit langem eine Chance ein würdiges Thema von Experimenten werden, aber die molekulare Revolution in Die Biologie der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts verdrängte die Forschung Interesse an diesem Thema an der Peripherie der Wissenschaft. Levin kommt aus dem Reich Computermodellierung und Genetik, die am meisten anziehen Tatsächlich fehlen moderne Methoden bei den Vorgängern gibt diese Richtung an den biologischen Mainstream zurück. Im Zentrum Begeisterung liegt in der Überzeugung, dass Elektrizität repräsentiert grundlegendes physikalisches Phänomen, und die Evolution konnte nur nutzen Es ist in grundlegenden Prozessen wie der Entwicklung des Körpers. Durch Ändern des Transmembranpotentials von Zellen kann ein Wissenschaftler einen Befehl geben Kaulquappengewebe, um ein Auge in einem vorbestimmten Bereich wachsen zu lassen Körper. An der Wand seines Labors hängt ein Foto eines sechsbeinigen Frosches. Zusätzliche Gliedmaßen erschienen in ihr allein als Folge von Auswirkungen auf elektrische Bioströme. Im Gegensatz zu Neuronen gewöhnliche Zellen können nicht angeregt werden, können aber konsequent Übertragen Sie Signale fast im ganzen Körper durch Schlitze Kontakte. Wenn die Planarien einen winzigen Wurm haben, kann das regenerieren, Schwanz abschneiden, aus dem Einschnittbereich geht eine Anfrage an den Kopf, um sicherzustellen, dass es vorhanden ist. Blockieren Die Übertragung dieser Informationen und anstelle des Schwanzes sollte wachsen der Kopf. Manipulieren verschiedener Ionenkanäle definieren elektrische Eigenschaften von Zellen, Wissenschaftler in ihren Experimenten bekam Würmer mit zwei Köpfen, zwei Schwänzen und sogar Würmern ungewöhnliches Design mit vier Köpfen. Laut Levin fast Ihm wurde immer gesagt, dass seine Ideen nicht funktionieren sollten. Er verließ sich auf ihre Intuition, und in den meisten Fällen scheiterte sie nicht. Von diesen Versuche sind noch weit von der vollständigen Kenntnis der Wiederherstellung entfernt Gliedmaßen beim Menschen. Menschen mit Behinderungen können sich nur darauf verlassen Verbesserung von Zahnersatz. Allerdings in einem einzigartigen Labor Tufts Universitäten suchen nach etwas noch Grundlegenderem: wie Levin glaubt, dass genetischer Code existieren muss bioelektrischer Code, der Gradienten und Spannungsdynamik verbindet Membranen mit anatomischen Strukturen. Wenn Sie es verstanden haben, können Sie steuert nicht nur die Regeneration, sondern beeinflusst auch das Wachstum Tumoren. Levin betrachtet sie als Folge des Zellverlustes Informationen zur Körperform und Krebsforschung sind enthalten die Anzahl der Aufgaben in seinem Labor. Wie so oft verschiedene mit Geistesprozesse können eine einzige Natur haben. Wenn der bioelektrische Code steht wirklich hinter dem Aufbau verschiedener Organe des Körpers, seiner Das Enträtseln kann zwei wichtige Themen gleichzeitig beleuchten: der Menschheit gegenüberstehen.
Lebenszeit
