Εισαγωγή
Τον 16ο αιώνα, ο Βέλγος χαρτογράφος Abraham Ortelius δημιούργησε τον πρώτο σύγχρονο άτλαντα στον κόσμο - μια συλλογή χαρτών που ονόμασε «Το Θέατρο του Κόσμου». Οι χάρτες, που σχεδιάστηκαν από τον Ortelius και άλλους, περιέγραφαν λεπτομερώς ποια ήταν εκείνη την εποχή η καλύτερη γνώση για τις ηπείρους, τις πόλεις, τα βουνά, τα ποτάμια, τις λίμνες και τους ωκεανούς του κόσμου και βοήθησαν στην εισαγωγή μιας νέας κατανόησης της παγκόσμιας γεωγραφίας.
Ομοίως, η δημιουργία κυτταρικών άτλαντων - χάρτες οργάνων και σωμάτων που κατασκευάζονται κύτταρο με κύτταρο - προαναγγέλλει μια νέα εποχή στην κατανόησή μας για τη βιολογία. Οι ισχυρές τεχνολογίες αλληλουχίας και απεικόνισης που εφευρέθηκαν την τελευταία δεκαετία αποκαλύπτουν με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια τη σύνθεση των ανθρώπινων οργάνων και ιστών, από το πάγκρεας και το ήπαρ έως τον πλακούντα, καθώς και εκείνων άλλων ζώων όπως το ποντίκι και η μύγα. Με αυτά τα νέα εργαλεία, οι ερευνητές μπορούν να αποτυπώσουν μεμονωμένα κύτταρα με βάση τα γονίδια που εκφράζουν. Αυτές οι πληροφορίες έχουν αποκαλύψει λεπτές και ανυποψίαστες διακρίσεις μεταξύ των κυττάρων και έχουν αρχίσει να φωτίζουν πώς η ποικιλομορφία των τύπων κυττάρων μπορεί να είναι απαραίτητη για την υγιή λειτουργία των οργάνων.
«Βρισκόμαστε σε αυτό το καταπληκτικό χρονικό σημείο της επιστήμης όπου είμαστε πλέον σε θέση να κατανοήσουμε τη σύνθεση αυτών των τύπων κυττάρων», είπε. Steve Quake, βιομηχανικός και βιοφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ που βοήθησε στην ανάπτυξη των τεχνολογιών που καθιστούν δυνατούς τους άτλαντες κυττάρων. «Έχει αλλάξει ο τρόπος που κατανοούμε πώς λειτουργεί η ανθρώπινη βιολογία».
Προσπάθειες άτλαντα δύο κυττάρων, μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας Απογραφή εγκεφαλικών κυττάρων 250 εκατομμυρίων δολαρίων, που μόλις κυκλοφόρησαν τα ευρήματά τους απεικονίζουν τον ενθουσιασμό που αναβλύζει στο πεδίο. Σήμερα στο Φύση, ένας συνασπισμός εργαστηρίων δημοσίευσε εννέα μελέτες που σχηματίζονται συλλογικά ένας λεπτομερής άτλαντας του εγκεφάλου του ποντικιού — ο πιο ολοκληρωμένος άτλαντας εγκεφάλου θηλαστικών μέχρι σήμερα. Περιγράφει περισσότερους από 5,300 τύπους κυττάρων που βρίσκονται σε όλο το όργανο. Το πώς αυτά τα κύτταρα κατανέμονται και σχετίζονται μεταξύ τους υποδηλώνει πολλές ενδιαφέρουσες ιδέες για την εξέλιξη του εγκεφάλου των θηλαστικών.
Τον περασμένο μήνα, σε μια άλλη συμβολή ορόσημο στο έργο άτλαντα κυττάρων, δημοσίευσε ένα παγκόσμιο δίκτυο συνεργατών μια σουίτα χαρτιών in Επιστήμη περιοδικά που τεκμηρίωσαν την απίστευτη κυτταρική ποικιλομορφία και πολυπλοκότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου. Δεν είναι ένας πλήρης άτλαντας επειδή οι επιστήμονες περιέγραψαν μόνο δείγματα κυττάρων σε όλο το όργανο. Παρόλα αυτά, προσφέρει τον πιο λεπτομερή χάρτη του ανθρώπινου εγκεφάλου που έγινε ποτέ.
Εισαγωγή
Λόγω αυτής της εργασίας, είναι σαφές ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιέχει τουλάχιστον 3,300 διαφορετικούς τύπους νευρώνων, ο καθένας εκφράζοντας ένα διαφορετικό σύνολο γονιδίων, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα κύτταρα θα μπορούσαν να εξυπηρετήσουν μια σειρά από ελαφρώς διαφορετικές λειτουργίες. Μεγάλο μέρος αυτής της ποικιλομορφίας, αποδεικνύεται, βρίσκεται στις λιγότερο μελετημένες και πιο εξελικτικά αρχαίες περιοχές του εγκεφάλου.
Αυτός ο άτλαντας των ανθρώπινων εγκεφαλικών κυττάρων είναι απλώς μια πρώιμη έκδοση. Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν το έργο της καταμέτρησης και της ταξινόμησης κάθε μεμονωμένου κυττάρου στον εγκέφαλο, πιθανότατα θα εντοπίσουν χιλιάδες επιπλέον τύπους κυττάρων.
Ο εντοπισμός και η περιγραφή της ποικιλίας των κυττάρων είναι μόνο το πρώτο βήμα. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες πρέπει να βρουν ποιες λειτουργίες εξυπηρετούν τα κύτταρα και πώς ταιριάζουν μεταξύ τους. Για το λόγο αυτό, ο Quake και άλλοι εργάζονται για να συνδυάσουν χάρτες κυττάρων από όλο το ανθρώπινο σώμα σε έναν πλήρη άτλαντα ανθρώπινου κυττάρου: έναν ολιστικό χάρτη αναφοράς ενός ανθρώπου που θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεχωρίσει ποια συγκεκριμένα κύτταρα στα οποία οι ιστοί κάνουν λάθος να προκαλέσουν διάφορες ασθένειες. Το πρώτο προσχέδιο αυτού του άτλαντα είναι πιθανό να δημοσιευτεί σε περίπου δύο χρόνια από τώρα, σύμφωνα με ερευνητές που γνωρίζουν την κατάσταση της εργασίας.
Αν και είναι ακόμη νωρίς, οι επιστήμονες προβλέπουν ότι αυτοί οι χάρτες θα απαντήσουν σε θεμελιώδεις ερωτήσεις σχετικά με τα κύτταρα, τον τρόπο λειτουργίας τους και πώς μπορούν να αλλάξουν κατά τη διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού. «Κατά κάποιο τρόπο, είναι ένα μικρό άλμα πίστης, σχεδόν με τον ίδιο τρόπο που ήταν το έργο του ανθρώπινου γονιδιώματος», είπε. Μιχαήλ Άγγελο, αναπληρωτής καθηγητής παθολογίας στο Στάνφορντ. Ωστόσο, «είναι ένα πολύ δικαιολογημένο άλμα πίστης».
Η μοναδική έκφραση ενός κυττάρου
Μέχρι πριν από λίγα μόλις χρόνια, με βάση τις αναλύσεις των ιστών μας στο μικροσκόπιο, οι περισσότεροι ερευνητές πίστευαν ότι η περίπου 36 τρισεκατομμύρια κύτταρα Σε ένα ενήλικο ανθρώπινο σώμα θα μπορούσε να κατηγοριοποιηθεί μόνο σε μερικές εκατοντάδες διαφορετικούς τύπους: τρεις τύπους μυϊκών κυττάρων, επιθηλιακά και ινοβλαστικά κύτταρα στο δέρμα, διάφορα είδη νευρώνων στο νευρικό σύστημα, ενδοθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία κ.λπ. Αλλά οι επιτυχίες του Έργου Ανθρώπινου Γονιδιώματος κάλεσαν τους ερευνητές να εξετάσουν την κυτταρική μας σύνθεση πιο βαθιά, σε γενετικό επίπεδο.
Εισαγωγή
Οι διαφορές στα κύτταρά μας δεν προέρχονται από διαφορές στα ίδια τα γονίδια: Κάθε κύτταρο στο σώμα σας περιέχει ένα αντίγραφο του διακριτικού σας DNA και τα 20,000 γονίδια για την παραγωγή πρωτεϊνών που κωδικοποιεί. «Το γονιδίωμα είναι μια λίστα εξαρτημάτων», είπε ο Quake. «Δεν υπάρχει τρόπος να προβλέψουμε ποιοι κυτταρικοί τύποι προέρχονται από ένα δεδομένο γονιδίωμα».
Για να διακρίνουν ένα λευκό αιμοσφαίριο από ένα μυϊκό κύτταρο σε μοριακό επίπεδο, οι επιστήμονες πρέπει να εξετάσουν το RNA του κυττάρου. Οι μεταγραφές RNA που αντιγράφονται από αλληλουχίες DNA μεταφέρουν τις οδηγίες για την κατασκευή πρωτεϊνών στο ριβόσωμα, το κέντρο κατασκευής πρωτεϊνών του κυττάρου. Επομένως, τα μεταγραφήματα RNA περιέχουν τις πληροφορίες σχετικά με το ποια γονίδια είναι ενεργά και εκφράζονται σε ένα συγκεκριμένο κύτταρο.
Χρησιμοποιώντας ένα ισχυρό σύνολο εργαλείων γονιδιωματικής ενός κυττάρου, οι επιστήμονες μπορούν να διαβάσουν αυτά τα μοτίβα έκφρασης για να αποτυπώσουν δακτυλικά αποτυπώματα σε ένα κύτταρο. Αυτά τα εργαλεία έχουν ωριμάσει τα τελευταία χρόνια, έτσι ώστε οι επιστήμονες να μπορούν τώρα να εξετάσουν γρήγορα και αποτελεσματικά δεκάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια κύτταρα σε ένα μόνο πείραμα.
«Από τη στιγμή που ήταν στη θέση του, τότε δεν υπάρχει τίποτα που να σας εμποδίζει να φτιάξετε έναν άτλαντα», είπε ο Quake. «Όλα κάπως σε καταρράκτη».
Οι κυτταρικοί άτλαντες άρχισαν να ξεχύνονται. Οι επιστήμονες ξεκίνησαν εξετάζοντας τη γονιδιακή έκφραση σε μεμονωμένα κύτταρα από μοντέλων οργανισμών όπως οι μύγες και τα ποντίκια. Από τότε έχουν προχωρήσει στους ανθρώπους. Μέσα στον τελευταίο χρόνο, χάρτες των αιμοφόρα αγγεία, όγκους, πλακούντα, νεφρό και έντερο, μεταξύ άλλων ιστών, δημοσιεύτηκαν σε περιοδικά υψηλού προφίλ. Πολλοί από αυτούς τους άτλαντες όχι μόνο εξέταζαν τις κυτταρικές ταυτότητες, αλλά επίσης χαρτογράφησαν ακριβώς πού βρίσκονταν αυτά τα κύτταρα στους ιστούς - πληροφορίες κρίσιμες για την κατανόηση ποια κύτταρα μπορεί να εμπλέκονται με ασθένεια.
«Ο όγκος της συλλογής δεδομένων είναι εντυπωσιακός», είπε Ελισάβετ Ρέα, επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον που δεν συμμετέχει σε καμία προσπάθεια κυτταρικού άτλαντα. Σκέφτηκε πόσο γρήγορα έχουν προχωρήσει οι τεχνολογίες: Πριν από 12 χρόνια, ως μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt, η Rhea εξέταζε την έκφραση ενός μόνο γονιδίου στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο και το συκώτι του ποντικού. Τώρα «είμαστε σε θέση να το κάνουμε αυτό, αλλά για κάθε γονίδιο που εκφράζεται σε κάθε κύτταρο μέσα σε ένα κομμάτι ιστού», είπε.
Με κάθε νέο άτλαντα κυττάρων, οι ερευνητές έπρεπε να υπολογίσουν πόση πολυπλοκότητα τους έλειπε πριν. Η ανασκόπηση των δεδομένων έκανε μερικές φορές τον Angelo να αισθάνεται σαν να κοιτάζει ασταμάτητα βίντεο με φράκταλ, είπε. "Συνεχίζεις να μεγεθύνεις" και το μοτίβο συνεχίζεται επ' αόριστον. όσο περισσότερα αποκαλύπτεις, τόσο περισσότερο συνειδητοποιείς ότι υπάρχουν περισσότερα να αποκαλύψεις. «Πολλά από αυτά είναι κάπως τρομακτικά».
Αυτό έχει αποδειχθεί αληθές για πολλά ανθρώπινα όργανα - ειδικά τον εγκέφαλο.
Συναρπαστική ποικιλομορφία
Η πολυπλοκότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου, ως προς την κατασκευή και τη λειτουργία του, έχει περιορίσει την ικανότητά μας να τον καταλάβουμε. Οι 86 δισεκατομμύρια νευρώνες του είναι μικροσκοπικοί σπινθήρες που ζωντανεύουν σκέψεις, αντιλήψεις, συναισθήματα και σημαντικές λειτουργίες σε όλο το σώμα. Fabian Theis, διευθυντής του κέντρου υπολογιστικής υγείας στο Helmholtz Munich, ο οποίος εργάζεται σε πολλές προσπάθειες άτλαντα αλλά δεν συμμετείχε στον άτλαντα του εγκεφάλου, θυμάται ότι ένας συνάδελφος του είπε ότι ο εγκέφαλος είναι σαν ένας ξεχωριστός οργανισμός. «Είναι σαν 100 όργανα συνδεδεμένα σε ένα», είπε.
Claudia Doege, αναπληρωτής καθηγητής παθολογίας και κυτταρικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια, απηχούσε αυτή την άποψη. «Πρέπει να συγκεντρώσετε πολλούς ανθρώπους για να ξεπεράσετε αυτό το μεγάλο χάος», είπε.
Ο Doege μελετά τον υποθάλαμο, ένα αρχαίο και κρίσιμο τμήμα του εγκεφάλου που εξελίχθηκε για να ελέγχει βασικές σωματικές λειτουργίες όπως η θερμοκρασία του σώματος, ο καρδιακός ρυθμός και η πείνα. Το 2020, προσκλήθηκε να βοηθήσει στην ερμηνεία των δεδομένων του άτλαντα του εγκεφάλου που συλλέχθηκαν από τους υποθαλαμικούς ιστούς - μια σπάνια ευκαιρία να διερευνηθεί η περιοχή του εγκεφάλου με σπάνια δείγματα.
Ήταν ένα «γίγαντας έργο», είπε Χάνα Γκλόβερ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του Doege. Βρίζοντας κατά διαστήματα στον υπολογιστή της, η Γκλόβερ ξόδεψε μήνες σκίζοντας βιβλιογραφία και άτλαντες αναφοράς για να εντοπίσει γονίδια που εκφράζονται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου και να τα συγκρίνει με τα γονίδια που βρέθηκαν στον πρόσφατα αναλυθέντα υποθάλαμο.
Η ανάλυση αποκάλυψε «μια ακραία ποικιλία ποικιλομορφίας», είπε ο Doege. Εντόπισαν περισσότερους από 350 διαφορετικούς πληθυσμούς νευρώνων και 19 πληθυσμούς μη νευρωνικών κυττάρων από 10 διαφορετικές περιοχές μέσα στον υποθάλαμο.
Άλλες ερευνητικές ομάδες που εργάζονται στην απογραφή των εγκεφαλικών κυττάρων το υποστήριξαν. Ρεμπέκα Χότζ, βοηθός ερευνητής στο Ινστιτούτο Άλεν για την Επιστήμη του Εγκεφάλου στο Σιάτλ που συνέγραψε πολλά από τα νέα Επιστήμη διαπιστώθηκε επίσης ότι οι περισσότεροι από τους τύπους κυττάρων βρίσκονταν σε εξελικτικά αρχαία μέρη του εγκεφάλου.
«Αυτή ήταν μια από τις πρώτες περιγραφές τόσο μεγάλης κυτταρικής ποικιλομορφίας που βρίσκεται εκτός του φλοιού», είπε ο Χοτζ, αναφερόμενος στην πολυμελετημένη περιοχή του εγκεφάλου όπου συμβαίνουν λειτουργίες ανώτερης τάξης όπως η κριτική σκέψη. «Ξύνει την επιφάνεια, πιθανώς, της πραγματικής κυτταρικής ποικιλομορφίας εκεί».
Εισαγωγή
Σε ολόκληρο τον εγκέφαλο, οι ερευνητικές ομάδες ανακάλυψαν περισσότερους από 3,300 διαφορετικούς τύπους νευρώνων - και αυτός ο λογαριασμός είναι σίγουρα ελλιπής. Ο πιο ολοκληρωμένος άτλας του εγκεφάλου του ποντικιού μέχρι σήμερα, που δημοσιεύτηκε σήμερα, εντόπισε 5,300 τύπους κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων τόσο των νευρώνων όσο και των γλοίων. Από το έργο λείπουν δεδομένα απογραφής κυττάρων από ορισμένες περιοχές, όπως ο μυελός. Ωστόσο, οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο πλήρης αριθμός των τύπων κυττάρων για τον ανθρώπινο εγκέφαλο, όταν συνταχθεί, πιθανότατα θα είναι παρόμοιος.
«Πιστεύουμε ότι πιθανώς δεν υπάρχουν πάρα πολλοί περισσότεροι τύποι κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο σε σύγκριση με τον εγκέφαλο του ποντικιού», είπε. Χονγκούι Ζενγκ, ο διευθυντής του Ινστιτούτου Άλεν για την Επιστήμη του Εγκεφάλου, ο οποίος ηγήθηκε της προσπάθειας άτλαντα εγκεφαλικών κυττάρων ποντικιού. Οι ερευνητές έχουν ήδη συγκρίνει σύνολα δεδομένων άτλαντα εγκεφάλου από τα δύο είδη και με βάση αυτά που έχει δει, η Zeng θέτει την προσωπική της εκτίμηση σε «πιθανώς κάπου μεταξύ 5,000 και 10,000» τύπων κυττάρων στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Η εργασία του εγκεφάλου του ποντικιού κάνει περισσότερα από την απαρίθμηση των τύπων κυττάρων: Επίσης τοποθετεί αυτά τα κύτταρα στο πλαίσιο της περιοχής του εγκεφάλου τους ως πλωτός άτλαντας. Από αυτές τις πρόσθετες πληροφορίες θέσης, οι ερευνητές έβγαλαν συναρπαστικά νέα συμπεράσματα.
Διαπίστωσαν ότι, όπως και στον ανθρώπινο εγκέφαλο, οι πιο αρχαίες περιοχές του εγκεφάλου του ποντικιού, όπως ο υποθάλαμος και η αμυγδαλή, περιέχουν το μεγαλύτερο μέρος της κυτταρικής του ποικιλομορφίας. Ωστόσο, αυτοί οι διάφοροι τύποι κυττάρων σχετίζονται στενά μεταξύ τους και έχουν σχετικά λίγες διαφορές. Αντίθετα, οι πιο εξελικτικά νέες περιοχές του εγκεφάλου, όπως η παρεγκεφαλίδα και ο θάλαμος, περιέχουν συνολικά λιγότερους κυτταρικούς τύπους. Αλλά οι κυτταρικοί τους τύποι είναι πολύ διαφορετικοί μεταξύ τους και κάθε περιοχή του εγκεφάλου περιέχει κυτταρικούς τύπους μοναδικούς για αυτήν.
Οι συγγραφείς υπέθεσαν ότι επειδή ο αρχαίος υποθάλαμος εκτελεί βασικές λειτουργίες κρίσιμες για την υποστήριξη της ζωής, όπως ο μεταβολισμός, η αναπνοή και η αναπαραγωγή, έχει περιοριστεί εξελικτικά. Χρειάστηκε περισσότερος χρόνος για να εξελιχθεί, με αποτέλεσμα περισσότερους κυτταρικούς τύπους, αλλά τα κύτταρα δεν μπορούσαν να απομακρυνθούν πολύ από τον βασικό τους τύπο. "Τα κυκλώματα είναι καλά εδραιωμένα και κάθε φορά που κάνετε μια αλλαγή, μπορεί να θέσετε σε κίνδυνο τη ζωή του ζώου", είπε ο Zeng.
Εισαγωγή
Οι νεότερες περιοχές του εγκεφάλου όπως ο φλοιός, από την άλλη πλευρά, εκτελούν λειτουργίες όπως η γνώση και το συναίσθημα που βοηθούν τα ζώα να προσαρμοστούν σε νέα περιβάλλοντα και προκλήσεις, είπε. Αυτές οι λιγότερο περιορισμένες περιοχές του εγκεφάλου μπόρεσαν να εξελιχθούν ταχύτερα και περαιτέρω, με αποτέλεσμα οι τύποι των εγκεφαλικών κυττάρων να είναι διακριτοί για τις περιοχές.
Τα ευρήματα από τον εγκέφαλο του ποντικιού κάνουν προεπισκόπηση των ειδών ανακαλύψεων που είναι πιθανό να κάνουν οι επιστήμονες όταν ολοκληρωθεί ο άτλαντας του ανθρώπινου εγκεφάλου. Ήδη, η ανθρώπινη εργασία παρέχει «βασικά στοιχεία για την εξέλιξη του εγκεφάλου που κανείς δεν γνώριζε πριν», είπε. Θωμάς Νασελάρης, αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα που δεν εμπλέκεται σε καμία προσπάθεια άτλαντα. «Κανείς δεν έχει ιδέα τι συνεπάγονται αυτά τα νέα δεδομένα για την εξέλιξη της ανθρώπινης γνώσης. Αλλά είναι πολύ βασικά στοιχεία που κανείς δεν γνώριζε, επομένως πιθανότατα θα αποδειχθούν σημαντικά».
Τελικά, οι ερευνητές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν την κυτταρική λεπτομέρεια αυτών των νέων εγκεφαλικών χαρτών ως οδηγούς για τη βελτίωση της θεραπείας των νευρολογικών διαταραχών. «Ένα από τα πράγματα που πιστεύω ότι είναι κρίσιμο για τη δημιουργία αυτών των άτλαντων είναι ότι παρέχει μια βασική γραμμή ή αναφορά για την κατανόηση του πώς αλλάζουν τα πράγματα στο πλαίσιο της νόσου», είπε ο Hodge.
Για παράδειγμα, παρά τις δεκαετίες έρευνας, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην γνωρίζουν πραγματικά τι προκαλεί τη νόσο του Αλτσχάιμερ. Είναι πιθανό ότι η κατανόησή μας για τη διαταραχή εμποδίζεται από έναν υπεραπλουστευμένο χάρτη της σύνθεσης του εγκεφάλου. Η ιδιαιτερότητα ενός άτλαντα κυττάρων θα μπορούσε να κάνει την έρευνα και τα φάρμακα πιο ακριβή και αποτελεσματικά.
Μια γέφυρα στο πλήρες σώμα
Τα ευρήματα μέσα στον άτλαντα των εγκεφαλικών κυττάρων και μόνο είναι ιλιγγιώδη. Αλλά τότε σκεφτείτε ότι άλλοι άτλαντες κυττάρων αποκαλύπτουν παρόμοιες τάσεις. Από όργανο μετά από όργανο, οι ερευνητές φαίνεται να βρίσκουν μεγαλύτερη ποικιλία τύπων κυττάρων από ό,τι περίμεναν. Αυτές οι ανακαλύψεις υποδηλώνουν ότι η υγιής λειτουργία των ιστών συχνά εξαρτάται από το να έχουμε το σωστό μείγμα κυττάρων που κάνουν ελαφρώς διαφορετικές εργασίες. Κάθε μεμονωμένος άτλαντας κυττάρων παρέχει λοιπόν σχεδόν ανυπολόγιστες νέες δυνατότητες για την κατανόηση μιας περιοχής του σώματος και όλων των πραγμάτων που μπορεί να πάνε στραβά με αυτήν.
Μερικοί ερευνητές έχουν έναν μεγαλύτερο στόχο στο μυαλό τους: Θέλουν να συρράψουν όλους τους χάρτες για να δημιουργήσουν τι Ρόζερ Βέντο-Τόρμο, ο επικεφαλής της ομάδας για την κυτταρική γενετική στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger, σε σύγκριση με τους «Χάρτες Google» του ανθρώπινου σώματος.
Σαν μια βιολογική εκδοχή της προσπάθειας του Ορτέλιους, το Άτλας Ανθρώπινου Κυττάρου Το έργο εργάζεται για τη σύνταξη ενός τέτοιου χάρτη που καλύπτει και τα 36 τρισεκατομμύρια κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα, συνδέοντας χάρτες αναφοράς που συνεισέφεραν επιστήμονες σε όλο τον κόσμο. Το έργο, που ιδρύθηκε το 2016, διεκδικεί τώρα περισσότερους από 2,300 συνεργάτες και χρηματοδότες υψηλού προφίλ, όπως τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και η Ευρωπαϊκή Ένωση, μεταξύ πολλών άλλων επιστημονικών και ιδιωτικών ομάδων.
Η πρώτη έκδοση του άτλαντα των ανθρώπινων κυττάρων είναι δελεαστικά κοντά στη μεγάλη του αποκάλυψη: Θα πρέπει να γίνει σε περίπου δύο χρόνια, είπε ο Vento-Tormo. Είναι απίθανο να περιλαμβάνει προφίλ όλων των τύπων ανθρώπινων κυττάρων. Όπως οι πρώτοι γεωγραφικοί άτλαντες ή το πρώτο δημοσιευμένο ανθρώπινο γονιδίωμα, ο πρώτος άτλαντας ανθρώπινων κυττάρων θα είναι ημιτελής κατά την κυκλοφορία του, αλλά με σχέδια επανειλημμένης αναθεώρησής του. «Είμαστε στην αρχή», είπε ο Vento-Tormo.
Οι μελλοντικοί άτλαντες κυττάρων πιθανότατα θα διερευνήσουν επίσης την ταυτότητα των κυττάρων πιο βαθιά. Οι περισσότεροι χάρτες κυττάρων εξετάζουν μόνο το αγγελιοφόρο RNA, το οποίο «δεν είναι καν το μόνο είδος RNA στο κύτταρο», είπε ο Quake. Επιπλέον, ένα εκφρασμένο γονίδιο δεν σημαίνει απαραίτητα ότι μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη υπάρχει σε ένα κύτταρο. Ένας μελλοντικός στόχος είναι να συγκεντρωθούν δεδομένα σχετικά με το ποιες πρωτεΐνες και άλλα μοριακά προϊόντα υπάρχουν σε μεμονωμένα κύτταρα, είπε ο Rhea.
Ακόμη και αφού ολοκληρωθεί ο πρώτος πλήρης χάρτης ανθρώπινων κυττάρων, η εργασία δεν θα ολοκληρωθεί. Κεντρικός στόχος του έργου Human Cell Atlas είναι να αναπαραστήσει το πλήρες φάσμα της ανθρώπινης ποικιλομορφίας, που θα απαιτήσει πολλά δείγματα από πληθυσμούς σε όλο τον κόσμο για την πλήρη χαρτογράφηση της κυτταρικής μας ποικιλότητας. Αυτά τα δείγματα θα πρέπει να λάβουν υπόψη πολλούς άξονες ποικιλομορφίας: φύλο, ηλικία, καταγωγή, κατάσταση ασθένειας και άλλα.
Το τρομακτικό έργο που βρίσκεται μπροστά δεν μπορεί να σβήσει τη χαρά των ερευνητών για τους σημερινούς άτλαντες. «Θα είναι πολύ συναρπαστικό να δούμε τι θα προκύψει από όλα αυτά τα επόμενα δύο ή τρία χρόνια», είπε ο Angelo. Ήδη οι πρώτες εκδόσεις αυτών των άτλαντων αποκαλύπτουν πόσα πρέπει ακόμα να μάθουμε για τη βασική βιολογία, ενώ ταυτόχρονα εγείρουν ολοκαίνουργια ερωτήματα — σαφή σημάδια της έναρξης μιας νέας επιστημονικής επανάστασης.
«Σίγουρα θα μάθουμε πολλά από αυτές τις προσπάθειες», είπε ο Νασελάρης. «Απλώς δεν ξέρουμε τι θα μάθουμε γιατί δεν έχουμε τα βασικά στοιχεία που χρειάζονται για να διατυπώσουμε ακόμη και τις περισσότερες σημαντικές ερωτήσεις». Όπως οι πρώτοι άτλαντες των γεωγράφων, όπου έλειπαν ποτάμια, βουνά και μερικές φορές ολόκληρες χώρες, αυτοί οι άτλαντες είναι πρώιμα προσχέδια του τι θα ακολουθήσει.
Quanta διεξάγει μια σειρά από έρευνες για την καλύτερη εξυπηρέτηση του κοινού μας. Πάρτε το δικό μας έρευνα αναγνωστών βιολογίας και θα μπείτε για να κερδίσετε δωρεάν Quanta εμπορεύματα.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.quantamagazine.org/new-cell-atlases-reveal-untold-variety-in-the-brain-and-beyond-20231213/
- :έχει
- :είναι
- :δεν
- :που
- ][Π
- $UP
- 000
- 10
- 100
- 12
- 16
- 19
- 20
- 2016
- 2020
- 300
- 350
- 36
- a
- ικανότητα
- Ικανός
- Σχετικα
- Αβραάμ
- AC
- Σύμφωνα με
- Λογαριασμός
- απέναντι
- ενεργός
- πραγματικός
- προσαρμόσει
- προστιθέμενη
- Πρόσθετος
- Ενήλικος
- προηγμένες
- Μετά το
- την ηλικία του
- πριν
- εμπρός
- στοχεύουν
- Όλα
- Allen
- σχεδόν
- alone
- ήδη
- Επίσης
- Αλτσχάιμερ
- καταπληκτικό
- μεταξύ των
- ποσό
- an
- αναλύσεις
- ανάλυση
- αναλύθηκε
- Αρχαίος
- και
- αγελάδων
- Άλλος
- απάντηση
- κάθε
- χώρια
- περίπου
- ΕΙΝΑΙ
- περιοχές
- γύρω
- AS
- Βοηθός
- Συνεργάτης
- At
- ακροατήριο
- συγγραφείς
- ΑΞΟΝΕΣ
- πίσω
- υποστηρίζεται
- βασίζονται
- Baseline
- βασικός
- BE
- επειδή
- ήταν
- πριν
- ξεκίνησε
- Αρχή
- άρχισε
- είναι
- Πιστεύεται
- ΚΑΛΎΤΕΡΟΣ
- Καλύτερα
- μεταξύ
- Πέρα
- Μεγάλος
- Δισεκατομμύριο
- βιολογία
- Κομμάτι
- αίμα
- φορείς
- σώμα
- και οι δύο
- Εγκέφαλος
- αναπνοή
- ΓΕΦΥΡΑ
- Κτίριο
- αλλά
- by
- που ονομάζεται
- CAN
- κουβαλάω
- Αιτία
- αίτια
- Κύτταρα
- Απογραφή
- Κέντρο
- κεντρικός
- Αιώνας
- προκλήσεις
- αλλαγή
- άλλαξε
- αλλαγή
- Πόλεις
- αξιώσεις
- καθαρός
- ξεκάθαρα σημάδια
- Κλεισιμο
- στενά
- συνασπισμός
- νόηση
- συνεργάτες
- συνάδελφος
- συλλογή
- συλλογικά
- COLUMBIA
- Ελάτε
- έρχεται
- σύγκριση
- συγκρίνοντας
- Συντάχθηκε
- πλήρης
- Ολοκληρώθηκε το
- περίπλοκο
- σύνθεση
- περιεκτικός
- υπολογιστική
- υπολογιστή
- Διεξαγωγή
- Εξετάστε
- δόμηση
- περιέχουν
- Περιέχει
- συμφραζόμενα
- ΣΥΝΕΧΕΙΑ
- αντίθεση
- συνέβαλε
- συμβολή
- έλεγχος
- θα μπορούσε να
- χώρες
- κάλυμμα
- δημιουργία
- δημιουργήθηκε
- δημιουργία
- κρίσιμης
- Ρεύμα
- ημερομηνία
- σύνολα δεδομένων
- Ημερομηνία
- Ημ.
- δεκαετία
- δεκαετίες
- εξαρτάται
- Περιγράφοντας
- Παρά
- λεπτομέρεια
- λεπτομερής
- ανάπτυξη
- ανάπτυξη
- διαφορές
- διαφορετικές
- DIG
- Διευθυντής
- ανακάλυψαν
- Νόσος
- ασθένειες
- διαταραχή
- διαταραχές
- διακριτή
- διακριτικός
- διακρίνω
- διανέμονται
- Ποικιλία
- ζαχαροπλαστική
- Η κ
- do
- κάνει
- Όχι
- πράξη
- γίνεται
- Μην
- προσχέδιο
- που
- κάθε
- Νωρίς
- επανέλαβε
- έκδοση
- εκδόσεις
- αποτελεσματικά
- προσπάθεια
- προσπάθειες
- συγκίνηση
- προσπάθεια
- ατελείωτα
- εισήχθη
- Ολόκληρος
- περιβάλλοντα
- Εποχή
- ειδικά
- ουσιώδης
- εγκατεστημένος
- εκτίμηση
- ευρωπαϊκός
- Ευρωπαϊκή Ένωση
- Even
- ΠΑΝΤΑ
- Κάθε
- εξέλιξη
- εξελίσσονται
- εξελίχθηκε
- εξετάζω
- Εξετάζοντας
- παράδειγμα
- Έξαψη
- συναρπαστικός
- αναμένεται
- πείραμα
- εξέφρασε την
- έκφραση
- άκρο
- γεγονότα
- πίστη
- οικείος
- μακριά
- γοητευτικός
- γρηγορότερα
- αισθάνομαι
- ΜΕ DESMIRA
- λίγοι
- λιγότερα
- πεδίο
- εύρεση
- ευρήματα
- δακτυλικό αποτύπωμα
- Όνομα
- ταιριάζουν
- Για
- μορφή
- Βρέθηκαν
- Ίδρυση
- από
- πλήρη
- πλήρως
- λειτουργία
- λειτουργία
- λειτουργίες
- θεμελιώδης
- περαιτέρω
- μελλοντικός
- συγκεντρώνουν
- γενετική
- Γενεσιολογία
- γονιδιωματική
- γεωγραφικός
- γεωγραφία
- δεδομένου
- Glia
- Παγκόσμιο
- παγκόσμιο δίκτυο
- Go
- γκολ
- πηγαίνει
- μετάβαση
- αποφοιτήσουν
- μεγαλύτερη
- Group
- Ομάδα
- Οδηγοί
- είχε
- χέρι
- Έχω
- που έχει
- he
- Υγεία
- διαιτιτικο
- Καρδιά
- Ήρωας
- βοήθεια
- βοήθησε
- αυτήν
- προφήτης
- υψηλό προφίλ
- υψηλά
- αυτόν
- υποδείξεις
- Hodge
- ολιστική
- Πως
- Ωστόσο
- http
- HTTPS
- ανθρώπινος
- Οι άνθρωποι
- εκατό
- πείνα
- i
- ιδέα
- ιδεών
- προσδιορίζονται
- προσδιορίσει
- ταυτότητες
- Ταυτότητα
- if
- φωτίζουν
- εικονογραφώ
- Απεικόνιση
- επιπτώσεις
- σημαντικό
- βελτίωση
- in
- περιλαμβάνουν
- Συμπεριλαμβανομένου
- απίστευτη
- ατομικές
- πληροφορίες
- μέσα
- Ινστιτούτο
- οδηγίες
- σε
- ενδιαφέρουσα
- Επινοηθείσα
- καλείται
- συμμετέχουν
- IT
- ΤΟΥ
- Διακινδυνεύω
- Θέσεις εργασίας
- μόλις
- δικαιολογημένη
- Διατήρηση
- νεφρό
- Είδος
- Ξέρω
- γνώση
- εργαστήριο
- εργαστήρια
- Έλλειψη
- λίμνες
- ορόσημο
- μεγαλύτερος
- Επίθετο
- Πέρυσι
- ηγέτης
- Πήδημα
- ΜΑΘΑΊΝΩ
- ελάχιστα
- Led
- μείον
- Επίπεδο
- βρίσκεται
- ζωή
- Μου αρέσει
- Πιθανός
- Περιωρισμένος
- φόδρα
- σύνδεση
- Λιστα
- λογοτεχνία
- λίγο
- Συκώτι
- που βρίσκεται
- πλέον
- ματιά
- κοίταξε
- κοιτάζοντας
- Παρτίδα
- που
- περιοδικό
- κάνω
- μακιγιάζ
- Κατασκευή
- πολοί
- χάρτη
- χάρτες
- Ενδέχεται..
- εννοώ
- φάρμακα
- απλώς
- Αγγελιαφόρος
- Μεταβολισμός
- ενδέχεται να
- εκατομμύριο
- εκατομμύρια
- νου
- Λείπει
- μείγμα
- ΜΟΝΤΕΡΝΑ
- μοριακός
- Μηνας
- μήνες
- περισσότερο
- Εξάλλου
- πλέον
- μετακινηθεί
- πολύ
- μυς
- εθνικός
- εθνικά ιδρύματα υγείας
- Φύση
- αναγκαίως
- Ανάγκη
- που απαιτούνται
- δίκτυο
- Νευρώνες
- παρ 'όλα αυτά
- Νέα
- πρόσφατα
- επόμενη
- ΝΙΗ
- εννέα
- Όχι.
- τίποτα
- μυθιστόρημα
- τώρα
- ωκεανούς
- of
- προσφορές
- συχνά
- on
- ONE
- αποκλειστικά
- Ευκαιρία
- or
- ΑΛΛΑ
- Άλλα
- δικός μας
- έξω
- εκτός
- επί
- φόρμες
- χαρτιά
- μέρος
- Ειδικότερα
- εξαρτήματα
- Το παρελθόν
- πρότυπο
- πρότυπα
- People
- προσωπικός
- Μέρος
- Μέρη
- σχέδιο
- φώναξε
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Σημείο
- πληθυσμών
- δυνατότητες
- δυνατός
- ισχυρός
- ανάγκη
- ακριβώς
- προβλέψει
- παρόν
- Προβολή
- ιδιωτικός
- πιθανώς
- καθετήρας
- Προϊόντα
- Δάσκαλος
- προφίλ
- σχέδιο
- Πρωτεΐνη
- Πρωτεΐνες
- αποδείχθηκε
- παρέχει
- χορήγηση
- δημοσιεύθηκε
- βάζω
- Βάζει
- σεισμός
- Quantamamagazine
- Ερωτήσεις
- γρήγορα
- αύξηση
- σειρά
- ταχέως
- ΣΠΑΝΙΟΣ
- Τιμή
- Διάβασε
- Αναγνώστης
- συνειδητοποιήσουν
- πραγματικά
- λόγος
- αναφορά
- αντανακλάται
- περιοχή
- περιοχές
- σχετίζεται με
- σχετικά
- απελευθερώνουν
- κυκλοφόρησε
- ΚΑΤ 'ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ
- εκπροσωπώ
- αναπαραγωγή
- απαιτούν
- έρευνα
- ερευνητής
- ερευνητές
- με αποτέλεσμα
- αποκαλύπτω
- Αποκαλυφθε'ντα
- αποκαλύπτοντας
- επανεξέταση
- υβρίζω
- Επανάσταση
- δεξιά
- ποτάμια
- RNA
- Είπε
- ίδιο
- Επιστήμη
- επιστημονικός
- επιστήμονες
- Σιάτλ
- δείτε
- φαίνομαι
- δει
- ξεχωριστό
- ακολουθία
- Σειρές
- εξυπηρετούν
- σειρά
- Σέτς
- διάφοροι
- Φύλο
- αυτή
- θα πρέπει να
- Σημάδια
- παρόμοιες
- αφού
- ενιαίας
- Δέρμα
- ελαφρώς διαφορετική
- So
- μερικοί
- μερικές φορές
- κάπου
- σπιθαμή
- Sparks
- συγκεκριμένες
- εξειδίκευση
- πέρασε
- stanford
- Πανεπιστήμιο του Stanford
- ξεκίνησε
- Κατάσταση
- Βήμα
- Ακόμη
- στάθμευση
- Φοιτητής
- μελετημένος
- μελέτες
- επιτυχίες
- τέτοιος
- προτείνω
- Προτείνει
- σουίτα
- Στήριξη
- βέβαιος
- ασφαλώς
- Επιφάνεια
- σύστημα
- Πάρτε
- συνομιλία
- Έργο
- ομάδες
- Τεχνολογίες
- λέει
- δεκάδες
- από
- ότι
- Η
- οι πληροφορίες
- Το κράτος
- ο κόσμος
- τους
- Τους
- τους
- τότε
- Εκεί.
- επομένως
- Αυτοί
- αυτοί
- πράγματα
- νομίζω
- Σκέψη
- αυτό
- εκείνοι
- χιλιάδες
- τρία
- Μέσω
- παντού
- ώρα
- προς την
- σήμερα
- μαζι
- τόνους
- πολύ
- εργαλεία
- θεραπεία
- Τάσεις
- Τρισεκατομμύριο
- αληθής
- ΣΤΡΟΦΗ
- μετατρέπει
- δύο
- τύπος
- τύποι
- αποκαλύπτω
- υπό
- καταλαβαίνω
- κατανόηση
- ένωση
- μοναδικός
- πανεπιστήμιο
- απίθανος
- πρωτοφανής
- Ανομολόγητος
- χρήση
- κλητήρα
- ποικιλία
- διάφορα
- εκδοχή
- πολύ
- Βίντεο
- Δες
- θέλω
- ήταν
- Ουάσιγκτον
- Τρόπος..
- we
- webp
- ΛΟΙΠΌΝ
- ήταν
- Τι
- πότε
- Ποιό
- ενώ
- άσπρο
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- θα
- νίκη
- με
- εντός
- Εργασία
- επεξεργάζομαι
- εργαζόμενος
- λειτουργεί
- κόσμος
- του κόσμου
- θα
- Λανθασμένος
- έτος
- χρόνια
- Εσείς
- Σας
- zephyrnet
- μεγέθυνση