Gebelikten birkaç hafta sonra, vücudunuz gelişimde büyük bir adım atar ve büyümeye başlarsınız. Fakat hücrelerimizin bunu tam olarak nasıl yaptıkları her zaman çok büyük bir gizem olmuştur.
Şimdi ise, araştırmacılar gerçek bir insan embriyosuna çok benzeyen kök hücre demeti düzenleyerek bu sürecin gelişmekte olan insan vücudunda nasıl gerçekleştiğinin arkasındaki biyokimya hakkında daha iyi bir fikir ediniyorlar.
Rockefeller Üniversitesi’nden çeşitli bilim insanları, mükemmel bir yuvardan daha az simetrik bir şeye dönüştürmek için 10 günlük bir insan embriyosunun bir modelini koruma amacıyla fizik ve biyoloji alanlarını birleştirdi.
14 günden daha büyük embriyolarla çalışılmasına dair kısıtlamalar şu anda gelişimimizdeki ilk anları araştırmayı pratik ve etik açıdan zorlaştırıyor. Ne yazık ki, hayvan modelleri ancak döllenmiş bir hücreyi tamamı ile oluşmuş bir insana dönüştüren karmaşık genetik ve biyokimyasal aktivite karışımını ayırmaya gelince yardımcı olabilir.
‘Boş kayrak’ dokularını bir insanda kalıplamak için gerekli olan erken değişikliklerin kesin sırasını tanımlamaya daha yakın olmak için, araştırmacılar bir embriyo oluşturan aynı tür sıradan kök hücreleri alabilir ve bunları gelişimdeki önemli bir aşamayı temsil edecek şekilde düzenleyebilirler.
Bu modeller aslında daha çok embriyonik organoitlere benziyor – biyolojik emsallerinin tanımlayıcı özelliklerinin bazılarını taklit eden sentetik yapılar.
Embriyonun Şeklini ve Boyutunu Taklit eden Bir 3D Sistem
Bu embriyoidler yıllardır hücre ve embriyolojik gelişimi incelemek için kullanılıyorlar. Bu yüzden teknik olarak bir laboratuvar aracı olarak kullanımları yeni değil. Ancak, sentetik tahmin olarak, belirli bir gelişimsel adımı temsil edecek en uygun yapıyı bulmak, yeni bir çalışma.
Fizikçi ve biyokimyacı MijoSimunoviç, “Bu tekniği oluşturmak için çeşitli teknikler – biyomühendislik, fizik ve gelişimsel biyoloji – birleştirdik” diyor.
Artık sadece embriyonun genetik parmak izini değil aynı zamanda şeklini ve boyutunu taklit eden bir 3D sistemimiz var.
Bu özel 3B modelin yapması gereken çok özel bir işi var. Fare embriyoidleri üzerine yapılan araştırmalarda; simetri kırılması olarak bilinen bir safha olarak yumuşak top bölücü hücrenin, hangi ucun kafa, hangi ucun kuyruk olarak büyüyeceğini belirleyen bir çizgi çizmek.
Simunoviç, “Simetri kırılması embriyonik gelişim sırasında gerçekleşen hemen hemen her şeyi tayin ediyor. Başlarımız ayaklarımıza benzemiyor ve bunun nedeni bir noktada embriyonun ön ve arka olarak iki parçaya bölünmesi,” diyor.
Gastrulasyon adı verilen bu önemli adım, tüm memelilerde ortaya çıkar. İki yıl önce araştırmacılar, işlem için tasarlanan bir embriyoitte çalışmanın imkansız olmadığını öne sürdüler. İnsan embriyonik kök hücrelerinin bir topundaki işlemin mümkün olabileceğinin kanıtlarını buldular.
İnsanlarda gastrulasyonun arkasındaki biyokimyayı detaylandırmak için ekip, farelerde ve insanlarda bulunan kemik morfogenetik protein 4 olarak adlandırılan ve insanlarda anatomik modellerden sorumlu bulunan bir büyüme etkenini test etti. [Japonya insan embriyosunda genetik değişikliğe izin verecek]
Bazı embriyoların neden gelişebildiklerini ve bazılarının gelişemediğini de açıklayabilir
Simunoviç, “BMP4’ü ekledik ve iki gün sonra, üç boyutlu kültürün bir kısmı gelecek arka ve karşıt kısmı gelecek ön oldu” diyor.(kafa ve ayak ayrımının oluşması) Bulgular sadece diğer hayvanların embriyoları üzerinde yapılan deneylerdeki hayati benzerlikleri ve farklılıkları ayırt etmemize yardımcı oluyor. Ve bazı embriyoların neden gelişebildiklerini ve bazılarının gelişemediğini de açıklayabilirler.
Embriyoit modelinin gelişimi bilim için büyük bir kazanç olabilir, ancak inovasyon sonunda kendinin en kötü düşmanı haline de gelebilir.
Bir embriyonun sentetik bir yaklaşımının ne zaman gerçek yaşam modeli ile asıl insan arasındaki çizgiyi geçtiği sorusu karmaşıklığı gittikçe bulanıklaşıyor.
NPR’ninRobStein’iyle yaptığı röportajda araştırmacılar arada bir ayrım olduğunu vurguluyorlar ve daha sofistike modeller yapmaya çabalarken, bu embriyoidler için “büyümelerine izin verirsek asla insan embriyosu olmayacaklar”.diyor
Araştırma Nature Cell Biology de yayınlandı.
Editör / Yazar: Berfin KAZAZ
Bunlar da ilginizi çekebilir:
Japonya insan embriyosunda genetik değişikliğe izin verecek
Bilim İnsanları Yumurta veya Sperm Olmadan Sentetik Embriyo Oluşturdu
Yorumlar 1