• Tuesday July 16,2019

مصمم الفئران سوبر ميسر يمكن الكشف عن المتفجرات ، المرض

Anonim

قام الباحثون بتحليل الفئران وراثيا ليكونوا مدخنين ، ويمكن استخدامها يوما ما للمساعدة في الكشف عن الألغام الأرضية أو أمراض التشخيص أو صنع العطر بكمية مناسبة من المسك.

قام فريق بقيادة عالم الأحياء بول فينشتاين من كلية هانتر في نيويورك بتعديل الشفرة الوراثية لأجنة الفئران لإنتاج الفئران مع المزيد من الخلايا العصبية المضبوطة للكشف عن الروائح المحددة. بصرف النظر عن العطف على الروائح المستهدَفة ، يمكن أن تساعد الفئران المسماة ماسنسر أيضًا على الإجابة عن الأسئلة الأساسية حول كيفية رائحة البشر.

يقول فنشتاين: "إن رائحة الشم هو أحد أهم حواسنا الأساسية ، وهو حقاً شديد السذاجة أنه في غضون 25 عامًا ما زلنا لا نعرف كيف يتم ترميزه". "قد تكون هذه هي الخدعة التي تجعلنا نفهمها".

فك تشفير أسلاك الرائحة

إن حدث 25 عامًا - الذي يشير إليه فينشتاين - هو اكتشاف الباحثين لعائلة من الجينات التي ترمز لمستقبلات الرائحة ، الموجودة في الخلايا العصبية الشمية للأنف. كل رموز الجينات لنوع واحد من المستقبلات ، والتي يمكن فقط الكشف عن مجموعة محدودة من الروائح. في نهاية المطاف تتلاقى الإشارات من الخلايا العصبية الشمية في الدماغ ، مما يتيح لنا تجربة مجموعة من الروائح والذكريات التي تثيرها.

ما لا نفهمه - وما قد يكشف عنه مونسنسورز - هو كيف يتم برمجة النظام الشمي جينياً لسلك نفسه.

لدى الفئران حوالي 1000 نوع من مستقبلات الرائحة ، في حين أن البشر لديهم ما يقرب من 400. ويتم توزيع الأنواع بين ملايين الخلايا العصبية الشمية ، بحيث يكون فقط حوالي 0.1 في المئة من الخلايا العصبية لها نفس المستقبلات ، مما يجعل الأنف "ورقة كشف واسعة" ، يقول Feinstein .

"إن النظام مزور بحيث يكون لدى الجميع اهتزاز عادل عند التعبير عنه" ، يشرح فينستين. سعى إلى تغيير الصعاب ، و "يجبر الخلايا العصبية على اختيار المستقبل الذي كنت مهتمًا به."

في "موسينسورس" ، أضاف فاينشتاين وزملاؤه جين محسن يعزز عدد الخلايا العصبية بمستقبلات رائحة معينة ، فوق معدل التوزيع الطبيعي البالغ 0.1٪. لقد ابتكروا خطًا واحدًا من الفئران يحتوي على 1 إلى 2٪ من الخلايا العصبية المكرسة لمستقبلات لجزيئات الأسيتوفينون ، التي تشم رائحة حلوة مثل الياسمين. وكان خط ماوس آخر يحتوي على 13 في المئة من الخلايا العصبية التي لها مستقبلات يمكنها الكشف عن جزيئات كارفون التي تشبه رائحة النعناع.

وقد أدى التركيز المتزايد للعصبونات إلى تغيير أدمغة الفئران وسلوكها: فالتصوير الفلوري أظهر أن المستقبلات الإضافية تعمل بالفعل على تنشيط المسار العصبي الصحيح من خلال الدماغ ، ويمكن للـ MouSensors أن تشم الروائح المستهدفة بتركيزات أقل بكثير من الفئران العادية. قام الباحثون بتدريب الفئران المنتظمة والموَسِّسة لتجنب الرائحة عن طريق إقرانها بحقن مادة كيميائية تسبب "التوعك المعوي" أو آلام المعدة.

ثم أعطيت الفئران الاختيار بين الماء النقي أو الماء الذي يربطه مع انخفاض تركيزات جزيئات الرائحة. وبالمقارنة مع الفئران العادية ، كانت الفئران التي تم ضبطها باستخدام الأسيتوكنين أكثر حساسية مرتين من الروائح الكريهة ، وكانت الفئران التي تم ضبطها بالكرفون أكثر حساسية بحوالي 100 مرة. نشر الفريق نتائجه الخميس في Cell Reports .

من العطر الى الدفاع

إن تكنولوجيا MouSensor - وهي القدرة على زيادة عدد الخلايا العصبية ذات مستقبلات رائحة معينة - لها تطبيقات بعيدة المدى. يمكن لصناعة النكهات والعطور استخدام الفئران لفهم اكتشاف الرائحة بشكل أفضل ثم تصميم المنتجات بشكل أكثر كفاءة. وقد قامت وزارة الدفاع بتمويل مجموعة فينشتاين لتطوير فئران ذات روائح خفيفة للغاية يمكنها تفجير المتفجرات.

يمكن لمونسينسور أيضا أن يكون لها تطبيقات طبية مهمة. الروائح تحت حدود الكشف البشري قد تشير إلى أن الشخص مصاب بمرض ، حتى قبل ظهور الأعراض.

"كل مرض سيغير كيمياء جسمك بطريقة ما.

"هل يمكننا إنشاء منصة لاكتشافها واستخدامها كأداة تشخيص؟" يقول فينشتاين.

فالأشخاص الذين فقدوا حاسة الشم - من خلال الشيخوخة الطبيعية أو الاضطرابات العصبية - غالبا ما يصبحون ناقصي التغذية لأن الرائحة جزء لا يتجزأ من الشهية. قد تمهد تقنية MouSensor الطريق لاستعادة هذه الوظيفة الحيوية.

يقول فاينشتاين إن تلك الاحتمالات "مجرد خدش سطح ما يمكننا القيام به". "نأمل في تحقيق أحلامنا وفك الشفرة البشرية."


مقالات مثيرة للاهتمام

ميزانية أوباما الخاصة بالـ NASA: مهمات القمر ،  مرحبا ، رحلة فضائية خاصة

ميزانية أوباما الخاصة بالـ NASA: مهمات القمر ، مرحبا ، رحلة فضائية خاصة

قد تأتي الميزانية الجديدة لإدارة أوباما بمبلغ 3.8 تريليون دولار ، ولكن هناك أمر واحد لا يتضمنه هو التمويل المستمر لبرنامج Constellation. البرنامج ، الذي كان يهدف إلى مواصلة عمل مكوكات الفضاء القديمة ، سيحصل على الفأس إذا وافق الكونجرس على خطة الرئيس. وهذا يعني أيضًا أن ناسا ستتخلى عن هدفها بالعودة إلى القمر بحلول عام 2020. وتنتهي ميزانية أوباما العمل على مركبة المتابعة المكوكية ، المعروفة باسم أوريون ، بالإضافة إلى زوج من الصواريخ المط

انها كاملة من النجوم!

انها كاملة من النجوم!

أطلق الناس الجيدون في وكالة Space Space Telescope Science Institute European Space هذه الصورة الرائعة لـ Hubble من المجموعة الكروية NGC 1806: رائع! أنا في الواقع اقتصاصها قليلاً وتقليلها للحصول عليها لتلائم بشكل صحيح على المدونة ، لذا انقر عليها لرؤيتها في كل مجدها 3741 × 2303 بكسل. العناقيد الكروية هي مجموعات كروية لمئات الآلاف وحتى ملايين النجوم في بعض الأحيان ، يتم تثبيتها معاً من خلال جاذبيتهم المتبادلة. يدور النجوم في كل اتجاه ، وأحب أن

تضاعف هذه اللوحة كفرد البعوض

تضاعف هذه اللوحة كفرد البعوض

الحقيقة في الإعلان بالفعل. تضاعف لوحة الإعلانات التي تم إنشاؤها من قبل وكالتين إعلانيتين في البرازيل على شكل فخ مميت لبعوضة Aedes aegypti التي تنتشر فيروس Zika. نتيجة لشراكة بين NBS و Posterscope ، تقرأ الدفعة "هذه اللوحه تقتل المئات من البعوض Zika كل يوم" ، والحشرات الميتة المتناثرة في قاع هذه القضيه تثبت أنها حققت هذا الوعد. توجد حاليًا لوحتان إعلانيتان مثبتتان في ريو دي جانيرو ، مع وجود خطط أخرى في الأشهر القادمة. تعد المخططات والتعليمات الخاصة بإنشاء اللوحات الإعلانية مفتوحة المصدر ويمكن العثور عليها هنا. وتشجع الوكالات الآخرين على إنشاء مصائد البعو

تغيير العقل

تغيير العقل

68 / كولين اندرسون / المحيط / كوربيس عندما قابلت بيلي لأول مرة ، كان يجلس بلا حراك على كرسي متحرك ، ويلتقط على ملاءة تتدلى من جانب فمه. لم يرد على الأسئلة. عندما سألته شيئًا ما ، كان يحدق في وجهي بابتسامة من الأذن إلى الأذن ، كما لو كان يعرف شيئًا لم يفعله أحد آخر. كانت عضلاته قاسية. في بعض الأحيان كان يلقي نظرة من جانب إلى آخر ، ويمضغ على الورقة أو يجلس على ذراعيه بأظافره. قبل أسبوعين ، ذهب بيلي إلى قسم الطوارئ في مستشفى آخر مع الأحذية الرطبة على أقدام خاطئة ،

كيف سنتنبأ بالكوارث الطبيعية القادمة

كيف سنتنبأ بالكوارث الطبيعية القادمة

يتم اختبار الأدوات الزلزالية في مختبر الزلازل Albuquerque تحت الأرض - كما هو موضح هنا في بانوراما 360 درجة - حيث يمكن عزلها عن الرياح ودرجة الحرارة والمغناطيسية. كيلي هولكومب / مؤسسات أبحاث مدمجة لعلم الزلازل على الطرف الجنوبي الشرقي الأقصى من ألبوكيركي ، نيو مكسيكو ، حيث ترتفع جبال سانديا من وادي ريو غراندي ، يمثل الباب الأحمر مدخل غرفة تحت الأرض منحوتة في سفح الجبل. الباب ، صعوداً فقط من المختبر الزلزالي Albuquerque ، يؤدي إلى كهف يشبه مخبأ الشرير في فيلم جيمس بوند: الجدران الحجرية غير المتساوية مطلية باللون الأبيض ، مجموعة من الآلات البراقة المنتشرة حولها. بعضها مضمن في الأرضية ؛ صناديق من ا

هل من الممكن التنبؤ بالتطور؟

هل من الممكن التنبؤ بالتطور؟

هل يمكننا التنبؤ بتطور الدورة؟ هذا هو السؤال الذي قرر فريق دولي من الباحثين معالجته باستخدام ربع قرن من ملاحظات الحشرات العصوية. وبمقارنة النصف الأول من مجموعة البيانات إلى النصف الأخير ، شرعوا في معرفة ما إذا كانوا يستطيعون التنبؤ بمسار الانتقاء الطبيعي. خمن كما اتضح ، انها صعبة حقا. تمكن الباحثون من التنبؤ ببعض التغييرات التطورية البسيطة ، لكن البقية خضعوا لقوى لم يستطيعوا حسابها. الطبيعة الأم لا تزال معقدة للغاية بالنسبة لنا لتوقع المستقبل حقا. كان الباحثون