﻿ Yeni Araç Hücre Geliştirme Yol Haritası Sağlıyor | İnovatif Kimya Dergisi
Kolombiya Üniversitesi Tıp Merkezi araştırmacıları , bir hücrenin gelişebileceği olası birçok yolu tarif etmek için yeni bir araç yaptılar. Topolojinin matematik alanına dayanan bu araç, kök hücrelerin özelleştirilmiş hücreleri nasıl arttırdığına dair ayrıntılı bilgi sağlayan bir yol haritası sunmaktadır.
Her organizma bir hücre ile başlar. Bu hücre bölündükçe kopyaları başkalaşım olarak adlandırılan ve örneğin kalp, kemik ve beyin hücreleri gibi özelleştirilmiş hücre oluşturmak için dallara ayrılırlar. Bilim adamları hücreleri bu dallar boyunca hareket ettiren içsel ve dışsal unsurları anlayabilmek için , DNA ‘yı proteinler ve diğer ürünlere çeviren moleküler mesajcı olan RNA ‘larının dizilimini sıralayabilirler.
Bununla birlikte , hücreler genellikle gelişimin farklı aşamalarında oldukları için, RNA ‘nın bir hücre kümesinden dizilmesi ideal değildir. Bu sorunu çözmek için bilim adamları tek hücreli RNA dizilimini geliştirmişlerdir. Kolombiya ‘da sistem biyolojisi ve biyomedikal enformatik alanında Doçent Doktor ve gazetenin de yazarlarından olan Raul Rabadan ‘’ Bu bize birçok biyolojik fenomeni aynı anda inceleme imkanı sunan yeni bir mikroskop gibidir. ‘’ dedi. ‘’Ancak araştırmacılar halen gelişim sürecini yönlendiren farklı hücre durumları arasındaki ilişkiyi anlama sorunuyla karşı karşıyadırlar.’’ dedi.
Bilim adamları hücresel gelişme üzerine çalışmak amacıyla çok miktardaki dizilim verisini analiz etmek için matematiksel araçlar kullanırlar. Ama bu araçlar olası sonuçları daraltan temel varsayımlara dayanırlar. Gazetenin başyazarı ve Kolombiya Biyokimya ve Moleküler Biyofizik Bölümü’nde doktora sonrası araştırma görevlisi olan Abbas Rizvi ‘’ Hücresel gelişmedeki karmaşıklık sebebiyle, varsayımları yapan modeller yeni keşifler yapma kabiliyetinizi kısıtlar.’’ dedi.
Dr. Rizvi ve Biyomedikal Enformatik ve Sistem Biyolojisi Bölümü’nde teorik fizikçi ve doktora sonrası öğretim görevlisi olan Pablo G. Farklı hücresel durumlar ile hücreler bu durumdayken aktif olan genler arasındala ki bağlantıyı belirlemek amacıyla yüzeyler ve şekiller arasındaki üç boyutlu ilişkileri inceleyen bir matematik alanı olan topolojiye başvurdu. Bu işbirliği ile tek hücreli veri analizi (scTDA) olarak adlandırılan bir algoritma geliştirildi. Algoritma altta yatan gelişimsel yörüngeleri tekrar oluşturarak herbir hücrenin RNA dizilimini analiz eder ve zamanla farklı transkripsiyonel programların ilerlemesini yakalar.
Araştırmacılar scTDA ‘yı motor nöron hücresi olmaları için uğraştıkları fare kök hücrlerinin yollarını haritalandırmak için kullanırlar. Başlangıçta kök hücresi iken sonradan nöron haline gelen olası gelişim yörüngesini doğru bir şekilde gösterir. Haritadaki belirli çatallara yakın hangi genlerin aktif olduğunu inceleyerek araştırmacılar yol boyunca farklı noktalardaki hücresel geşimlere rehberlik ettiği gözüken proteinleri tespit edebiliyorlardı. Bu yöntem ayrıca fare akciğeri , insan embriyoları ve fare beyinlerinin gelişim yollarını incelemek amaçlı çalışmaya da uygulandı.
Gazetenin yazarlarından, Edelman Biyokimya Profesörü ve Kolombiya Biyokimya ve Moleküler Biyofizik Anabilimdalı başkanı Tom Maniatis “ Araştırmacılar bu veri grubunu çıkarırken çok daha fazla keşifin gün ışığına çıkacağını umuyoruz. “dedi ve Kolombiya ‘nın Mortimer B. Zuckerman Beyin Davranış Enstitüsü ‘nde baş araştırmacı “ Gelişmenin çok spesifik aşamalarında herbir hücrelenin çok derin analizi için olanaklar açıyor. “ dedi.
Dr. Rizvi “ Bu yaklaşım, bir hücrenin potansiyel kaderine derin bir bakış açısı sağlayarak, bir hücrenin kimliğini yöneten ana düzenleyicilere ve moleküler geçişlere erişmemize ve hücrelerin gelişimini olumsuz yönde etkileyen yollardan uzaklaştırmasına olanak tanıyor” dedi.
Yaklaşım, kanser de dahil olmak üzere karmaşık biyolojik süreçlerin dinamiklerini ve hücre yapısını ortaya çıkarmak için şu anda uygulanmaktadır.