सबसे उन्नत भ्रूण मॉडल मानव विकास के पहले दो सप्ताहों की नकल करते हैं

भूल जाओ कि शुक्राणु अंडे से मिलता है।

मानव स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करके वैज्ञानिकों ने पेट्री डिश के अंदर मानव भ्रूण जैसी संरचनाएं बनाई हैं। प्रयोगशाला में विकसित ये बूँदें कई संरचनाएँ विकसित करती हैं जो गर्भाशय में आरोपण के बाद एक मानव भ्रूण की नकल करती हैं - जो प्रजनन क्षमता के लिए एक प्रमुख मील का पत्थर है - और कम से कम 14 दिनों तक चलती है।

एक दशक पहले, प्रजनन कोशिकाओं के बिना भ्रूण जैसी संरचनाएं या भ्रूण बनाना हास्यास्पद लगता था। लेकिन जैसे-जैसे वैज्ञानिक मानव गर्भाधान की दिशा में जटिल आणविक यात्रा का नक्शा तैयार कर रहे हैं, प्रारंभिक मानव विकास के "ब्लैक बॉक्स" में झाँकने के लिए शुक्राणु और अंडे को ख़त्म करना संभव हो रहा है।

यह अभी भी फ्रेंकस्टीन प्रयोग जैसा लगता है। लेकिन यह प्रयास भयानक वैज्ञानिक जिज्ञासा नहीं है। मानव गर्भावस्था के पहले कुछ हफ्तों के बारे में बहुत कम जानकारी है, जब विकास अक्सर गड़बड़ा जाता है। इन शुरुआती चरणों की नकल करने वाले मॉडलों का अध्ययन - जैविक नमूनों के विवाद के बिना - गर्भधारण करने के लिए संघर्ष कर रहे जोड़ों को मदद कर सकता है और शुरुआती गर्भधारण के रहस्यों पर प्रकाश डाल सकता है।

एक नए अध्ययन में प्रकाशित प्रकृति भ्रूण के अनुभवी डॉ. जैकब हन्ना ने अब प्रयोगशाला-गर्भधारण समयरेखा को आगे बढ़ाया है। टीम ने मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं को भ्रूण में बदल दिया जो प्रारंभिक मानव भ्रूण का मॉडल बनाते हैं। अपने जैविक समकक्षों की तरह, प्रयोगशाला-आधारित बूँदों ने मानव विकास के प्रारंभिक चरणों को परिभाषित करने वाले ऊतकों की प्रमुख "परतें" विकसित कीं।

"ड्रामा पहले महीने में होता है, गर्भावस्था के शेष आठ महीनों में मुख्य रूप से बहुत अधिक विकास होता है," कहा हन्ना. “लेकिन वह पहला महीना अभी भी काफी हद तक एक ब्लैक बॉक्स है। हमारा स्टेम-सेल-व्युत्पन्न मानव भ्रूण मॉडल इस बॉक्स में झाँकने का एक नैतिक और सुलभ तरीका प्रदान करता है।

भ्रूण के लिए नुस्खा

दो साल पहले, इसी टीम ने एक ब्लॉकबस्टर परिणाम जारी किया था: कम से कम चूहों में जीवन को चमकाने के लिए अंडे का शुक्राणु से मिलना आवश्यक नहीं है। माउस स्टेम कोशिकाओं का उपयोग करते हुए, टीम ने एक रासायनिक सूप की खोज की जो कोशिकाओं को पेट्री डिश के अंदर भ्रूण जैसी संरचनाओं में बदल सकता है।

"भ्रूण सबसे अच्छी अंग-निर्माण मशीन और सबसे अच्छा 3डी बायोप्रिंटर है - हमने उसका अनुकरण करने की कोशिश की कि यह क्या करता है," कहा उस समय हन्ना.

यह विचार अपेक्षाकृत सरल लगता है: सभी भ्रूण कोशिकाओं में किसी अन्य प्रकार की कोशिका बनने की क्षमता होती है। लेकिन ये कोशिकाएँ अत्यधिक सामाजिक भी हैं। उनके पर्यावरण पर निर्भर करता है - उदाहरण के लिए, वे कौन से रासायनिक या हार्मोनल संकेत प्राप्त करते हैं - वे ऊतकों में स्व-संगठित होते हैं।

भ्रूणों का संवर्धन दो प्रगतियों पर निर्भर करता है, दोनों हन्ना प्रयोगशाला से।

एक व्यक्ति ने स्टेम कोशिकाओं को पूरी तरह से भोली अवस्था में बदल दिया है - एक सारणीबद्ध रस जो किसी भी पहचान को मिटा देता है। हम अक्सर स्टेम कोशिकाओं को एक समान भीड़ के रूप में सोचते हैं, लेकिन वे वास्तव में विकास के एक स्पेक्ट्रम पर हैं। आगे बढ़ने वाला प्रत्येक कदम कोशिका के विकास को एक विशिष्ट कोशिका प्रकार या अंग की ओर निर्देशित करता है। हालाँकि, एक भोले स्टेम सेल में शरीर के किसी भी हिस्से में विकसित होने की क्षमता होती है।

भोली स्टेम कोशिकाओं को पूरी तरह से रीबूट करने से स्टेम कोशिकाओं को उनके मेजबानों में एकीकृत करना आसान हो जाता है - चाहे वह मनुष्यों में ही क्यों न हो या चूहे.

एक अन्य प्रगति इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित उपकरण है जो भ्रूणों को पोषक तत्वों की तरंगों से नहलाता है। पेसमेकर की तरह, पंप यह बताता है कि ऑक्सीजन के स्तर और वायुमंडलीय दबाव को नियंत्रित करते हुए, गर्भ में भ्रूण पर पोषक तत्व कैसे पहुंचते हैं।

में प्रूफ-ऑफ-अवधारणा अध्ययन, चूहों की कोशिकाओं का एक छोटा सा हिस्सा भ्रूण जैसी संरचनाओं में बनता है। वे अपने सामान्य गर्भधारण के लगभग आधे समय तक अपने प्राकृतिक समकक्षों के समान ही विकसित हुए। आठ दिनों तक, भ्रूण में एक धड़कता हुआ दिल, उनके परिसंचरण में रक्त कोशिकाएं, शास्त्रीय परतों के साथ एक छोटा मस्तिष्क और एक पाचन तंत्र था।

"यदि आप भ्रूण को सही परिस्थितियाँ देते हैं, तो उसका आनुवंशिक कोड डोमिनोज़ की पूर्व-निर्धारित रेखा की तरह कार्य करेगा, जो एक के बाद एक गिरने की व्यवस्था करती है," कहा एक पूर्व साक्षात्कार में हन्ना। "हमारा उद्देश्य उन स्थितियों को फिर से बनाना था, और अब हम वास्तविक समय में देख सकते हैं, क्योंकि प्रत्येक डोमिनोज़ लाइन में अगले को हिट करता है।"

लगभग मानव

चूहे आदमी नहीं हैं. हन्ना अच्छी तरह से जानती है, और नया अध्ययन इस खाई को पाटता है।

पहला कदम? एक मानव स्टेम सेल को भोली अवस्था में लाकर प्राइम करें।

इस कच्चे माल को हाथ में लेकर, टीम ने कोशिकाओं को अलग-अलग पहचान दी, जिन्हें वंशावली कहा जाता है। इनमें से कुछ कोशिकाएं विकसित होकर अंततः भ्रूण का निर्माण करती हैं। अन्य सहायक कोशिकाएं बन जाती हैं, जैसे वे जो प्लेसेंटा बनाती हैं या जर्दी थैली बनाती हैं - एक छोटी, गोल मल्टीटास्कर जो विकासशील भ्रूण के स्वास्थ्य का समर्थन करता है।

दूसरे शब्दों में, प्रारंभिक विकासशील मानव भ्रूण एक जटिल पारिस्थितिकी तंत्र है। इसलिए, इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि भोली-भाली स्टेम कोशिकाओं को कई भूमिकाओं में शामिल करना भ्रूण निर्माताओं को लंबे समय तक नहीं मिला है। फिर भी प्रारंभिक मानव विकास में एक बड़ा कदम, प्रत्यारोपण, होने के बाद प्रत्येक वंश अपरिहार्य हो जाता है। जब एक निषेचित भ्रूण गर्भाशय की दीवार से जुड़ता है, तो यह आगे के विकास के लिए आवश्यक असंख्य परिवर्तनों को जन्म देता है। यह तब भी होता है जब भ्रूण की हानि अक्सर होती है।

नया अध्ययन प्रत्यारोपण के बाद के चरण पर ज़ूम करता है, स्व-संगठित मानव भ्रूण उत्पन्न करने के लिए टीम के पिछले माउस भ्रूण प्रोटोकॉल को पुन: उपयोग करता है। आश्चर्य की बात यह है कि यह अधिक सरल था।

टीम का कहना है कि उन्हें चूहों की स्टेम कोशिकाओं को विभिन्न वंशों की ओर धकेलने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर करना पड़ा। मानव कोशिकाओं के साथ, उन्होंने स्टेम कोशिकाओं में आनुवंशिक कार्यक्रमों को सक्रिय करने के लिए बस पोषक तत्व स्नान को बदल दिया - किसी अतिरिक्त जीन की आवश्यकता नहीं है - उन्हें सभी तीन प्रकार के सहायक ऊतकों में बदल दिया।

जैसे-जैसे भ्रूण परिपक्व हुए, टीम ने उनकी निष्ठा की जांच करने के लिए आणविक और आनुवंशिक उपकरणों की एक श्रृंखला का उपयोग किया। कुल मिलाकर, संरचनाएं निषेचन के 3 से 7 दिनों के बीच प्राकृतिक रूप से विकसित मानव भ्रूण की 14डी वास्तुकला से मिलती जुलती थीं। कुछ कोशिकाओं ने ह्यूमन कोरियोनिक गोनाडोट्रोपिन (एचसीजी) भी पंप किया, जो घरेलू गर्भावस्था परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला हार्मोन है। कोशिकाओं के स्राव को छड़ी पर थपथपाने से डबल-लाइन सकारात्मक परिणाम मिला।

टीम ने कहा, कुल मिलाकर, भ्रूणों ने प्रारंभिक प्रत्यारोपित भ्रूण के प्रमुख विकासात्मक लक्षण दिखाए, बिना निषेचन या मां के गर्भ के साथ बातचीत की आवश्यकता के।

[एम्बेडेड सामग्री]

भ्रूण दौड़

हना की टीम भ्रूणों को आगे बढ़ाने वाली अकेली टीम नहीं है।

इस साल जून में, दो अन्य टीमें इंजीनियर्ड भ्रूण जो प्रत्यारोपण के बाद मानव भ्रूण की नकल करते हैं। व्यंजन और सामग्रियां हन्ना से भिन्न हैं। उदाहरण के लिए, एक अध्ययन में कई शक्तिशाली आनुवंशिक कारकों को शामिल किया गया, जिन्होंने स्टेम कोशिकाओं को सहायक ऊतक बनने के लिए प्रेरित किया।

वैज्ञानिक इस बात पर बिल्कुल सहमत नहीं हैं कि कौन सा भ्रूण अपने प्राकृतिक समकक्ष से सबसे अच्छा मिलता जुलता है। हालाँकि, वे एक पहलू पर सहमत हैं: स्टेम कोशिकाओं में, सही परिस्थितियों में, तेजी से परिष्कृत भ्रूण जैसी संरचनाओं में स्व-संगठित होने की अविश्वसनीय क्षमता होती है।

अभी के लिए, 14 दिन के भ्रूण को "" कहा जाता है।सबसे आधुनिक" अभी तक।

कई देशों में प्राकृतिक मानव भ्रूणों पर शोध के लिए चौदह दिनों की सख्त सीमा होती है, क्योंकि उन्हें प्रयोगशाला में आगे सुसंस्कृत नहीं किया जा सकता है। हालाँकि, भ्रूण भ्रूण की परिभाषा को पूरा नहीं करते हैं और 14-दिन की सीमा के अधीन नहीं हैं। दूसरे शब्दों में, मानव भ्रूण को विकास की समय-सीमा के साथ आगे सुसंस्कृत किया जा सकता है। पिछले काम से पता चलता है कि यह चूहों में तकनीकी रूप से संभव है, स्टेम कोशिकाएं अर्ध-कार्यात्मक अंग विकसित करती हैं।

यदि आप थोड़ा परेशान हो रहे हैं - तो आप अकेले नहीं हैं। प्रारंभिक मानव विकास के ब्लैक बॉक्स को खोलने के लिए हथियारों की होड़ में भ्रूण बाद के चरणों में बढ़ रहे हैं। फिलहाल, मानव भ्रूण स्टेम कोशिकाओं से विकसित भ्रूणों को वर्तमान नियमों का सम्मान करना होगा। हालाँकि, प्रेरित स्टेम कोशिकाओं से बनी कोशिकाएँ - अक्सर त्वचा कोशिकाओं का उपयोग करके स्टेम-सेल जैसी अवस्था में वापस आ जाती हैं - किसी भी नियम के अधीन नहीं होती हैं।

स्पष्ट रूप से कहें तो, भ्रूण में पूरी तरह से विकसित होकर मनुष्य बनने की क्षमता नहीं होती है। हालाँकि, ए हाल के एक अध्ययन बंदरों में दिखाया गया कि जब उन्हें गर्भ में प्रत्यारोपित किया जाता है तो वे गर्भावस्था को प्रेरित कर सकते हैं - हालांकि उस मामले में, भ्रूण तेजी से और स्वाभाविक रूप से समाप्त हो गया था। इन सेलुलर ब्लॉब्स को कैसे और कैसे नियंत्रित किया जाए, इस पर बहस जारी है।

फिलहाल, हना की टीम दक्षता बढ़ाने के लिए अपने नुस्खे को संशोधित करने पर ध्यान केंद्रित कर रही है। लेकिन एक दीर्घकालिक लक्ष्य के रूप में, वे भ्रूण को और भी आगे बढ़ाने की उम्मीद करते हैं ताकि यह देखा जा सके कि क्या वे अल्पविकसित अंग विकसित कर सकते हैं। वे कहते हैं, ''ये प्रयोग "प्रारंभिक मानव विकास की पहले से दुर्गम खिड़कियों में अंतर्दृष्टि प्रदान करेंगे।"

छवि क्रेडिट: Weizmann विज्ञान संस्थान

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. ऑटोमोटिव/ईवीएस, कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• चार्टप्राइम. चार्टप्राइम के साथ अपने ट्रेडिंग गेम को उन्नत करें। यहां पहुंचें।
• BlockOffsets. पर्यावरणीय ऑफसेट स्वामित्व का आधुनिकीकरण। यहां पहुंचें।
• स्रोत: https://singularityhub.com/2023/09/12/the-most-advanced-embryo-models-yet-mimic-the-first-two-weeks-of-human-development/