in

ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

จากซากดึกดำบรรพ์กะโหลกเรารู้ว่าสมองของพวกเขาใหญ่ – ใหญ่กว่าของเราเล็กน้อย แต่พวกมันบอกเราเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับระบบประสาทวิทยาและพัฒนาการของพวกมัน

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกได้คิดค้นวิธีที่น่าตื่นเต้นและเร้าใจในการเริ่มตอบคำถามนี้ พวกเขาได้สร้างกลุ่มของเนื้อเยื่อสมองที่ดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อนำยีนที่เป็นของมนุษย์ยุคหินและโฮมินินโบราณอื่น ๆ แต่ไม่ใช่โฮโมเซเปียน

ในขณะที่การวิจัยยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นนักวิจัยพบว่าออร์แกนอยด์ในสมองของมนุษย์ยุค Neanderthalized ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการจัดระบบและการเชื่อมต่อของสมอง

“ คำถามคือสิ่งที่ทำให้เราเป็นมนุษย์” Alysson Muotri ศาสตราจารย์และผู้อำนวยการโครงการ Stem Cell จากสถาบันการแพทย์จีโนมแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว

“ ทำไมสมองของเราจึงแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ รวมถึงญาติที่สูญพันธุ์ไปแล้วด้วย”

Neuroarchaeology

Muotri ซึ่งใช้เวลาถึงแปดปีในโครงการนี้เรียกงานของเขาว่า “neuroarchaeology”

“เมื่อคุณพบชิ้นส่วนของกระดูกหรือ (ถ่าน) และคุณพยายามที่จะสร้างสังคมนั้นขึ้นใหม่ว่าพวกเขากำลังทำอะไรอยู่พวกเขาเชื่อมโยงกันอย่างไร – คุณพยายามที่จะเข้าใจจิตใจเรากำลังทำเช่นเดียวกันที่พันธุกรรม ระดับ ”

ผลงานนี้รวมเอาศาสตร์ที่ล้ำสมัยสามด้าน ได้แก่ การจัดลำดับดีเอ็นเอโบราณ การแก้ไขยีน CRISPR และออร์แกนอยด์ Organoids เป็นอวัยวะขนาดเล็กที่สร้างจากเซลล์ต้นกำเนิดของแต่ละบุคคลซึ่งอนุญาตให้ยาทดสอบยาภายนอกร่างกายได้อย่างปลอดภัยปรับแต่งและปฏิวัตินวัตกรรมทางการแพทย์ เช่นการรักษามะเร็ง

Muotri กล่าวว่า Organoids ของสมองยุค Neanderthalized เป็น “รูปทรงป๊อปคอร์น” เมื่อเทียบกับรูปร่างที่กลมกว่าแม้กระทั่งของมนุษย์สมัยใหม่ Muotri กล่าว ทีมงานของเขายังสังเกตเห็นว่าเซลล์ประสาทในออร์กานอยด์เจริญเติบโตเร็วกว่ามนุษย์สมัยใหม่

wAAACH5BAEAAAIALAAAAAAQAAkAAAIKlI+py+0Po5yUFQA7 - ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

“เซลล์ประสาทในออร์แกนิกส์รุ่นโบราณเราเห็นกิจกรรมในช่วงแรก ๆ มากกว่ามนุษย์ยุคใหม่เราไม่ได้คาดหวังสิ่งนั้นอย่างแน่นอน”

เขาบอกว่าเขาเคยสังเกตเห็นกิจกรรมที่คล้ายกันในงานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับลิงชิมแปนซีออร์กานอยด์

“ลิงชิมแปนซีทารกสามารถชิงไหวชิงพริบทารกแรกเกิดของมนุษย์ได้ในระยะไกลเราต้องการเวลาในการเลี้ยงดูทารกของเราจนกว่าพวกเขาจะเป็นอิสระเราไม่เห็นสิ่งนั้นในสปีชีส์อื่นฉันคิดว่าสิ่งที่เราเห็นที่นี่เป็นสิ่งที่คล้ายกัน”

อย่างไรก็ตาม Muotri เน้นว่านี่เป็นการเก็งกำไร Organoids เป็นทางยาวจากสมองจริง ประการหนึ่งพวกเขาขาดการเชื่อมต่อกับอวัยวะอื่น ๆ

“เราไม่รู้ว่าสมองของมนุษย์ที่แบกรุ่นโบราณเหล่านี้จะมีพฤติกรรมอย่างไร” เขากล่าว “ความแตกต่างทั้งหมดที่เราเห็นในช่วงแรกอาจหายไปเพราะสมองมีวิธีชดเชย”

“แต่เราทราบดีว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างละเอียดในระยะแรก ๆ ในการพัฒนาสมองอาจส่งผลต่อสมองของผู้ใหญ่ตัวอย่างเช่นใช้ยีนที่เกี่ยวข้องกับออทิสติก”

การแก้ไขยีนด้วยวัสดุโบราณ

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าพวกเราหลายคนเป็นมนุษย์ยุคหินเล็ก ๆ โดย DNA มีร่องรอยของการเผชิญหน้าในอดีตระหว่างมนุษย์ยุคใหม่ตอนต้นกับมนุษย์ยุคหินซึ่งอาศัยอยู่ในยุโรปและบางส่วนของเอเชียจนถึงประมาณ 40,000 ปีก่อน

มีหลักฐานว่า มนุษย์ยุคแรกผสมพันธ์กับมนุษย์ยุคหิน เกิดขึ้นในปี 2010 หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์นำโดยนักพันธุศาสตร์ Svante Pääboเป็นผู้บุกเบิกวิธีการสกัดจัดลำดับและวิเคราะห์ดีเอ็นเอโบราณจากกระดูกมนุษย์ยุคหินและจัดทำแผนที่จีโนมของพวกมันโดยละเอียด มนุษย์บางคนโดยเฉพาะในเอเชีย นอกจากนี้ยังมีมรดกทางพันธุกรรมจาก Denisovansซึ่งเป็นกลุ่มมนุษย์โบราณที่ลึกลับอีกกลุ่มหนึ่ง

ทีม UCSD ได้เปรียบเทียบจีโนมของมนุษย์ยุคหินเดนิโซแวนและประชากรสมัยใหม่เพื่อค้นหาว่าสายพันธุ์ทางพันธุกรรมใดที่ไม่ได้ใช้ร่วมกับญาติสนิทของเรา

“เราถามว่าอะไรที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับเราเราจบลงด้วยยีนรหัสโปรตีน 61 ชนิดที่แตกต่างกันระหว่างมนุษย์สมัยใหม่และมนุษย์ยุคโบราณ” มูโอตรีกล่าว

wAAACH5BAEAAAIALAAAAAAQAAkAAAIKlI+py+0Po5yUFQA7 - ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

ทีมงานเลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ยีนที่เรียกว่า NOVA1 เนื่องจากถือเป็น “ตัวควบคุมหลัก” ของยีนอื่น ๆ ที่มีผลต่อการพัฒนาระบบประสาทในช่วงต้นของมนุษย์สมัยใหม่ การเปลี่ยนแปลงของยีนนี้เชื่อมโยงกับความผิดปกติทางจิตเช่นโรคจิตเภทและออทิสติกเขากล่าว

wAAACH5BAEAAAIALAAAAAAQAAkAAAIKlI+py+0Po5yUFQA7 - ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีน CRISPR ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2020 เพื่อแลกเปลี่ยนยีน NOVA1 ที่ทันสมัยสำหรับรุ่นเก่าแก่ในเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์และทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเติบโตเป็นออร์กาอยด์

“เป็นการทดลองที่ยากมาก” Grayson Camp ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยบาเซิลในสวิตเซอร์แลนด์กล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้

“Organoids ยากที่จะควบคุมหากมีการควบคุมทั้งหมดในนั้นเราคงเชื่อได้ว่าการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเพียงครั้งเดียวนี้มีผลอย่างมากต่อพัฒนาการของสมองซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ธรรมดา”

‘ไม่มีเวทมนตร์ที่ทำให้เราเป็นมนุษย์’

การวิจัยที่กล้าหาญดังกล่าวมาพร้อมกับคำเตือนโดยธรรมชาติ

การแก้ไขยีนไม่ใช่กระบวนการที่สมบูรณ์แบบและการใส่ยีนโบราณเข้าไปในเซลล์ของมนุษย์ไม่ได้สร้างสิ่งที่จีโนมมนุษย์ยุคหินเป็นจริง Tony Capra รองศาสตราจารย์ด้านระบาดวิทยาและชีวสถิติในสถาบันวิทยาศาสตร์สุขภาพคอมพิวเตอร์ Bakar แห่งมหาวิทยาลัยกล่าว แห่งแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโก

“ มันเป็นเรื่องท้าทายที่จะบอกว่าผลลัพธ์ของออร์กานอยด์ที่แตกต่างกันของมนุษย์ยุคหินจำเป็นต้องสะท้อนให้เห็นว่าสมองของมนุษย์ยุคหินพัฒนาขึ้นอย่างไร” เขากล่าว Capra ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา

wAAACH5BAEAAAIALAAAAAAQAAkAAAIKlI+py+0Po5yUFQA7 - ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

“การเปลี่ยนแปลงนี้กำลังได้รับการประเมินในบริบทของจีโนมมนุษย์ดังนั้นตัวแปรในยุคโบราณจึงอยู่บนพื้นหลังทางพันธุกรรมที่ไม่ได้สะท้อนว่าจีโนมของมนุษย์ยุคหินเป็นอย่างไร”

อย่างไรก็ตาม Capra รู้สึกตื่นเต้นกับการวิจัยซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันพฤหัสบดีในวารสาร Science อย่างไรก็ตามเขาเตือนว่า “เราไม่ควรคาดหวังว่าจะมีเวทมนตร์ที่ทำให้เราเป็นมนุษย์

“ลักษณะส่วนใหญ่ที่ทำให้เราเป็นมนุษย์ยุคใหม่เมื่อเทียบกับมนุษย์ยุคหิน (หรือแม้แต่ลิงชิมแปนซี) นั้นมีความซับซ้อนทางพันธุกรรมมาก” คาปรากล่าว “จีโนมของเราหลายพันส่วนมีส่วนช่วยในการพัฒนาระบบประสาทและความรู้ความเข้าใจ”

เขากล่าวเสริมว่า “Organoids เป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นเพราะช่วยให้เราสามารถทดสอบตัวแปรในการตั้งค่าที่ซับซ้อนได้มากกว่าเซลล์เดียว แต่ในที่สุดเราจะต้อง

ต่อไป Muotri ต้องการดูยีนอีก 60 ยีนที่ทีมระบุโดยแก้ไขเพียงอย่างเดียวและรวมกัน ในการทำเช่นนี้เขาได้จัดตั้งห้องทดลองใหม่ที่เรียกว่า UC San Diego Archealization Center.

การค้นพบทางโบราณคดีเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่ามนุษย์ยุคหินมีความสามารถในการรับรู้หลายอย่างเช่นเดียวกับมนุษย์สมัยใหม่ตอนต้น แต่เช่นเดียวกับฟอสซิลและสิ่งประดิษฐ์จากหินมันไม่น่าเป็นไปได้ที่ neuroarchaeology จะสามารถให้คำตอบที่ชัดเจนได้ Capra กล่าว

“ เราจะไม่สามารถสร้างบริบททางสิ่งแวดล้อมและสังคมที่บุคคลเหล่านี้อาศัยอยู่หรือเหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นใหม่ได้สิ่งแวดล้อมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดวิธีการที่จีโนมแสดงออกซึ่งเราจะต้องคาดเดาเสมอ

“ที่กล่าวมาฉันคิดว่าเราจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมจากกระดูกและจีโนมในอีกหลายปีข้างหน้า”


c882cbb084ca4a2798df2032cf33a0e3 - ออร์แกนอยด์ในสมองที่มีดีเอ็นเอของมนุษย์ยุคหินที่ปลูกโดยนักวิทยาศาสตร์

ที่มาของข่าว

#comeoninc #cmon #cmoninth

Join our list

Subscribe to our mailing list and get interesting stuff and updates to your email inbox.

Thank you for subscribing.

Something went wrong.

Powered by Best Social Sharing Plugin for WordPress Easy Social Shre Buttons

210210011348 cte rwanda crane image 2 super tease 150x150 - นกกระเรียนมงกุฎเทาของรวันดาหลบหนีชีวิตในฐานะสัตว์เลี้ยงสัญลักษณ์สถานะได้อย่างไร

นกกระเรียนมงกุฎเทาของรวันดาหลบหนีชีวิตในฐานะสัตว์เลี้ยงสัญลักษณ์สถานะได้อย่างไร

hh 150x150 - โครงการ “ซื่อสัตย์ เพื่อชาติ” ชวนแฟนเพจบอกเล่าการทำดี พร้อมแจกเสื้อซื่อสัตย์ เพื่อชาติ รวม 15 รางวัล

โครงการ “ซื่อสัตย์ เพื่อชาติ” ชวนแฟนเพจบอกเล่าการทำดี พร้อมแจกเสื้อซื่อสัตย์ เพื่อชาติ รวม 15 รางวัล