สล็อตเครดิตฟรี ชีวิตเซลล์เดียว

สล็อตเครดิตฟรี ชีวิตเซลล์เดียว

สล็อตเครดิตฟรี สามวิธีในการศึกษาเซลล์ทีละเซลล์ แทนที่จะเป็นจำนวนนับพัน กำลังปฏิวัติความเข้าใจด้านชีววิทยาของเราร่างกายมนุษย์มีเซลล์ประมาณ 37 ล้านล้านเซลล์ และแต่ละเซลล์ก็ช่วยให้เรามีชีวิตอยู่ได้เพียงเล็กน้อย มีเซลล์ที่ปัดเป่าโรค เซลล์ที่ดูดซับสารอาหารจากอาหารกลางวันของเรา และเซลล์ที่ทำให้หัวใจของเราเต้นแรงและสมองฮัมเพลง

ไม่มีเซลล์สองเซลล์ในร่างกายใดที่เหมือนกันทุกประการ แม้ว่าเซลล์เหล่านั้นจะเหมือนกันทางพันธุกรรมเป็นจำนวนมาก และแม้ว่าเรากำลังพูดถึงเซลล์สองเซลล์ที่เป็นชนิดเดียวกัน พวกมันแตกต่างกันอย่างแม่นยำว่ายีนใดในตัวพวกมันทำงานและคำแนะนำทางพันธุกรรมเหล่านั้นใช้ในการสร้าง RNA และโปรตีนอย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

ทว่าในการศึกษาเซลล์ นักวิทยาศาสตร์มักจะนำเซลล์จำนวนหลายพันถึงล้านเซลล์มาบดรวมกัน นั่นเป็นวิธีที่ดีในการศึกษาพฤติกรรมของเซลล์โดยเฉลี่ย แต่ก็ถือว่าพลาดมาก

ทุกวันนี้ เทคโนโลยีใหม่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจับภาพความแตกต่างที่หายไปในกลุ่มประชากรจำนวนมากได้ การใช้การจัดลำดับ DNA แบบเซลล์เดียว การศึกษาการกระตุ้นยีนในแต่ละเซลล์หรือเพียงแค่มองผ่านกล้องจุลทรรศน์ พวกมันทำให้เกิดข้อสังเกตใหม่ที่น่าตกใจเกี่ยวกับสิ่งที่เซลล์กำลังทำ

เทคนิคเหล่านี้มีศักยภาพในการ “ตอบคำถามเชิงลึกทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา การสูงวัย ความสัมพันธ์ระหว่างสุขภาพและโรค — ทุกพื้นที่ที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง” Stephen Quake นักชีวฟิสิกส์จากสแตนฟอร์ดผู้เขียนร่วมบทความ 2011 เกี่ยวกับจีโนมเซลล์เดียวใน การทบทวนพันธุศาสตร์ประจำปี . ต่อไปนี้คือข้อค้นพบที่น่าสนใจสามข้อ พร้อมคำมั่นสัญญาว่าจะมีอีกมากที่จะมาถึง

ค้นหาเซลล์ชนิดใหม่นี่อาจเป็นเรื่องแปลกใจ: เรายังไม่รู้จักเซลล์ทุกประเภทในร่างกายมนุษย์ นั่นเป็นเพราะเทคนิคทางโมเลกุลหลายอย่างไม่เหมาะสมสำหรับการค้นพบเซลล์หายาก Aviv Regev นักชีววิทยาด้านคอมพิวเตอร์และระบบที่ Broad Institute of MIT และ Harvard กล่าว

Regev เปรียบเสมือนการศึกษาจำนวนเซลล์จำนวนมากกับการทำสมูทตี้ผลไม้ที่มีกล้วยและสตรอเบอร์รี่มากมาย แต่มีบลูเบอร์รี่เพียงไม่กี่ชนิด จิบหนึ่งจิบแล้วคุณจะได้ลิ้มรสกล้วยและสตรอว์เบอร์รี แต่คุณอาจจะไม่เคยเลือกบลูเบอร์รี่เลย ไม่ว่าคุณจะฉลาดแค่ไหน การค้นหาเซลล์หายากมีความท้าทายที่คล้ายคลึงกัน

“วิธีเดียวที่จะได้มันมาก็คือการที่คุณค้นหาพวกมันโดยเฉพาะ” Regev กล่าว “แต่คุณจะทำเช่นนั้นได้อย่างไร ถ้าคุณไม่รู้ว่าพวกมันมีอยู่จริง”

นั่นคือที่มาของการวิเคราะห์เซลล์เดียว ในการศึกษาชิ้นหนึ่ง Regev และทีมนักวิจัยที่ Harvard และ Massachusetts General Hospital ได้วิเคราะห์เซลล์เกือบ 7,500 เซลล์จากทางเดินหายใจของหนูด้วยเทคนิคที่เรียกว่า RNA-seq เซลล์เดียว วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการจัดลำดับโมเลกุล RNA ของผู้ส่งสารที่มีอยู่ในเซลล์ Messenger RNA ถ่ายทอดคำสั่งทางพันธุกรรมใน DNA ไปยังตำแหน่งในเซลล์ที่สร้างโปรตีน ดังนั้นเทคนิคนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เห็นว่ายีนใดทำงานอยู่ในเซลล์และทำงานอย่างไร

“เราพบ ‘บลูเบอร์รี่’ ที่หายากเหล่านั้น และศึกษาคุณสมบัติของพวกมันโดยที่พวกมันไม่หลงทาง” Regev กล่าว

การใช้อัลกอริธึมอันทรงพลังในการวิเคราะห์ข้อมูล RNA-seq เซลล์เดียว Regev และเพื่อนร่วมงานของเธอ Jay Rajagopal ได้นำทีมอิสระหนึ่งในสองทีมไปค้นพบเซลล์ปอดชนิดใหม่ที่หายาก ซึ่งพวก เขาตั้งชื่อว่า pulmonary ionocyte ที่สำคัญ พวกเขาสังเกตเห็นยีนที่มีฤทธิ์สูงในไอโอโนไซต์ในปอด ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนที่ทำงานผิดปกติในซิสติกไฟโบร

สล็อตเครดิตฟรี

โปรตีนอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์และปล่อยให้คลอไรด์ไอออนไหลออกสู่ภายนอก แต่ในผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้ โปรตีนอาจมีข้อบกพร่อง ไม่ได้ผลิตหรือผลิตในปริมาณที่น้อยกว่า ทำให้เมือกหนาและเหนียวสะสมในทางเดินหายใจ และสร้างพื้นที่เพาะพันธุ์แบคทีเรียที่สมบูรณ์แบบ ยาสามารถรักษาโปรตีนกลายพันธุ์บางชนิดได้ การรู้ว่าเซลล์ใดสร้างโปรตีนอาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรักษาได้แม่นยำยิ่งขึ้นในวันหนึ่ง

ตั้งแต่นั้นมา Regev ได้ร่วมมือกับนักวิจัยคนอื่นๆ และพบเซลล์ชนิดย่อยใหม่ในระบบประสาทและลำไส้ ตลอดจนชนิดเซลล์ที่ปรากฏขึ้นระหว่างโรคในสถานที่ที่ปกติไม่ สิ่งเหล่านี้ก็สามารถนำไปสู่การรักษาที่ตรงเป้าหมายมากขึ้นได้เช่นกัน

อย่างไรก็ตามพวกเขายังคง

เมื่อเซลล์แบ่งตัว มันจะสร้างเซลล์ลูกสาวที่เหมือนกันทางพันธุกรรมขึ้นสองเซลล์ แต่นั่นไม่ได้รับประกันว่าเซลล์เหล่านั้นจะมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกัน แพทย์ทหารบก โจเซฟ บิ๊กเกอร์ สังเกตเห็นตัวอย่างที่น่าสงสัยของเหตุการณ์นี้ที่เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1940 หลังจากรักษาแบคทีเรียด้วยยาปฏิชีวนะ

ใหญ่กว่าสังเกตว่าแบคทีเรียส่วนใหญ่ตาย แต่บางครั้งเซลล์บางเซลล์แขวนอยู่ เหตุผลที่ชัดเจนที่สุดคือผู้รอดชีวิตมีความทนทานต่อยา แต่ใหญ่กว่าพบว่าลูกหลานของแบคทีเรียเหล่านี้ส่วนใหญ่ไวต่อยา ถ้าแบคทีเรียที่รอดตายมียีนที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ เซลล์ที่สืบเชื้อสายมาทั้งหมดจะดื้อยา ดังนั้นจึงมีอย่างอื่นเกิดขึ้น

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการคงอยู่และตั้งแต่นั้นมานักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียที่คงอยู่เหล่านี้เติบโตช้า ซึ่งทำให้พวกมันสามารถต้านทานยาที่กำหนดเป้าหมายเซลล์ด้วยการเผาผลาญที่ออกฤทธิ์

ความคงอยู่ไม่ได้ถูกเดินสายโดยพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์ แต่เกิดขึ้นจากการแปรผันตามธรรมชาติในการกระตุ้นยีนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง และนั่นก็มีประโยชน์สำหรับแบคทีเรีย หากพวกเขาทั้งหมดเติบโตอย่างเชื่องช้า ประชากรก็จะล้าหลังตามวัตถุประสงค์หลัก นั่นคือ เพื่อให้เกิดผลและเพิ่มจำนวนขึ้น แต่ถ้าปราศจากเชื้อ แบคทีเรียก็เสี่ยงที่จะถูกกำจัดโดยการใช้ยาปฏิชีวนะ การป้องกันความเสี่ยงจากการคงอยู่ช่วยให้แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

เซลล์มะเร็งบางชนิดใช้กลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกันแต่ชัดเจน Sydney Shaffer นักชีววิทยาด้านมะเร็งแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ได้แรงบันดาลใจจากการศึกษาการคงอยู่ของแบคทีเรียเพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดเซลล์เนื้องอกบางชนิดจึงรอดจากการรักษาด้วยยาได้ ในขณะที่บางเซลล์ไม่ได้รับการรักษา “เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์เดียว” เธอกล่าว

Shaffer พบว่าเซลล์มะเร็งผิวหนังสามารถอยู่รอดได้ด้วยยาต้านมะเร็งผิวหนังที่เรียกว่า vemurafenib โดยไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างถาวร เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้น เธอใช้เครื่องตรวจโมเลกุลเรืองแสงเพื่อดูว่าเซลล์ที่รอดจากยาได้กระตุ้นยีนต้านทานยาที่รู้จักก่อนที่จะสัมผัสหรือไม่ ซึ่งกลายเป็นความจริง

เธอเล่าว่าทั้งจานจะมืด “จนกว่าคุณจะพบเซลล์ที่คงอยู่เซลล์ใดเซลล์หนึ่ง และมันจะสว่างขึ้น”

Shaffer และเพื่อนร่วมงานของเธอได้พบว่าเซลล์ที่คงอยู่นั้นกระตุ้นการทำงานของยีนต่อต้านยาหลายตัวก่อน ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของยีนเหล่านี้ไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่มแต่มีการประสานงานกันอย่างใด การทำความเข้าใจว่าสัญญาณใดที่ควบคุมการคงอยู่ของเนื้องอกอาจนำไปสู่การรักษาแบบผสมผสานที่มีประสิทธิผลมากขึ้น โดยใช้ยาตัวเดียวเพื่อฆ่าเซลล์เนื้องอกส่วนใหญ่ และยาตัวที่สองเพื่อขจัดสิ่งตกค้าง สล็อตเครดิตฟรี