ساخت یک ربات هوشمند برای بررسی فرایندهای هفته سوم رشد جنین انسان

01

از 04

شبیه‌سازی رشد بدون جنین انسان واقعی

گاسترولوئیدها ساختارهایی هستند که از سلول‌های بنیادی ایجاد می‌شوند و روندهای مهم هفته سوم رشد جنین را بازسازی می‌کنند، یعنی زمانی که سه لایه اصلی بافت‌های بدن شکل می‌گیرند. از آنجا که این ساختارها بدون استفاده از جنین واقعی ساخته می‌شوند، مشکلات اخلاقی مربوط به پژوهش‌های جنینی را برطرف می‌کنند و شرایط امن‌تری برای تحقیقات فراهم می‌آورند.

برای ساخت گاسترولوئیدها، سلول‌های بنیادی در الگوهای دایره‌ای مشخص در ظروف کشت، رشد داده می‌شوند و طی سه تا چهار روز، صدها ساختار بسیار کوچک به‌ وجود می‌آید. اما تا پیش از این، جداسازی و مطالعه این حجم از نمونه‌ها نیاز به کار دستی داشت و زمان‌بر و مستعد خطای انسانی بود.

اینجا بود که پژوهشگران با ساخت یک پلتفرم تمام‌خودکار، مشکل را حل کردند. این پلتفرم ترکیبی از میکروسکوپ، دوربین دیجیتال، صفحه لغزنده و سیستم کنترل صفحات کوچکی بود که گاسترولوئیدها روی آن رشد می‌کنند.

02

از 04

از بازی تا زیست‌شناسی برای بررسی رشد جنین انسان

یان جان، نویسنده اصلی پژوهش، این سیستم را چنین توصیف کرد: «این سیستم مشابه یک ماشین بازی پنجه‌ (claw machine) است، با این تفاوت که به‌جای عروسک، سلول‌های زنده را هدف می‌گیرد.»

محققان با این فناوری می‌توانند صدها گاسترولوئید را در مدت زمانی بسیار کوتاه بررسی کنند و دقت مطالعات خود را به‌ طور چشمگیری افزایش دهند.

03

از 04

دریچه‌ای تازه به ناهنجاری‌های ژنتیکی

فراتر از صرفه‌جویی در زمان، این سامانه خودکار به دانشمندان امکان می‌دهد نگاهی عمیق‌تر به فرایند رشد جنین و تنوع مولکولی بیندازند.

یان جان توضیح داد: «ما از گاسترولوئیدها برای بررسی آنوپلوئیدی (وجود تعداد غیرطبیعی کروموزوم‌ها) استفاده کردیم و دیدیم که حتی با وجود این اختلال، یک مکانیسم خودتصحیحی فعال می‌شود، که نشانه‌ای از مقاومت بالا در رشد اولیه جنین انسان است.»

04

از 04

جهشی بزرگ در پزشکی

این ربات جدید، راه را برای کشف‌های سریع‌تر در حوزه زیست‌شناسی رشد، پزشکی بازساختی و تحقیقات ژنتیکی هموار می‌کند. محققان عنوان کردند که بررسی هر گاسترولوئید به‌ طور جداگانه می‌تواند تنوع ذاتی مراحل اولیه رشد انسان را آشکار کند.