पीएच.डी. मिशिगन मेडिकल स्कूल विश्वविद्यालय में सेल एंड डेवलपमेंटल बायोलॉजी विभाग के इडे हेम्स्कर की प्रयोगशाला में उम्मीदवार बोहान चेन और उनके सहयोगियों ने एक लोकप्रिय प्रयोगात्मक मॉडल में सुधार किया है और ऐसा करने में, एक भ्रूण के गठन के दौरान एक महत्वपूर्ण अवधि के आंतरिक कामकाज का पता चलता है।
वैज्ञानिकों ने यह समझने के लिए विकास का अध्ययन किया कि शरीर की संरचनाएं क्या गलत हो सकती हैं।
अंतिम आशा जन्म दोषों को रोकने और असफल गर्भावस्था के कारणों की पहचान करने में सक्षम है।
हालांकि, एक प्रयोगशाला में भ्रूण का अध्ययन करना महत्वपूर्ण नैतिक और तकनीकी विचारों से भरा हुआ है।
इन चिंताओं को कम करने के लिए, कई शोधकर्ता गैस्ट्रुलॉइड नामक स्टेम कोशिकाओं से बने सरल 2 डी संरचनाओं की ओर मुड़ते हैं।
गैस्ट्रुलॉइड्स को इन विट्रो (एक डिश में) में उगाया जाता है, या सुसंस्कृत किया जाता है और एक इंसान में विकसित होने की क्षमता के बिना विकास के कुछ शुरुआती क्षणों को मॉडल किया जाता है।
गैस्ट्रुलॉइड प्रयोगों में गैस्ट्रुलेशन नामक एक प्रक्रिया के पहलुओं को फिर से बनाते हैं।
गैस्ट्रुलेशन के दौरान, कोशिकाओं की एक तथाकथित आदिम लकीर कोशिकाओं की तीन भ्रूण परतों को जन्म देती है जो अंततः शरीर की योजना बनाती हैं: एक्टोडर्म (बाहरी परत), जो त्वचा, तंत्रिका तंत्र और अन्य बाहरी संरचनाओं को जन्म देती है; मेसोडर्म (मध्य परत), जो हृदय, मांसपेशियों, हड्डियों और अन्य आंतरिक संरचनाओं बन जाता है; और एंडोडर्म (आंतरिक परत) जो जीआई पथ, फेफड़े, यकृत और अन्य अंग बन जाता है।
हालांकि, गैस्ट्रुलोइड्स के इन विट्रो संवर्धन में आमतौर पर केवल दो दिनों तक कायम रहा है, जहां बाद, कोशिकाएं अव्यवस्थित हो गईं और विकसित करना बंद कर दें।
“हमने अलग -अलग माध्यमों का उपयोग करना शुरू किया और मॉडल में कई अन्य सुधार किए,” हेम्स्कर ने कहा।
“और जब हमने दो दिनों से अधिक समय तक कोशिकाओं को उगाने की कोशिश की, तो यह वास्तव में काम किया और कुछ वास्तव में दिलचस्प चीजें कीं।”
शुरुआत के लिए, टीम ने देखा कि विकासशील मेसोडर्म की स्टेम कोशिकाएं कोशिकाओं की मूल एकल परत के नीचे यात्रा करना शुरू कर देती हैं, जिससे एक बहुस्तरीय संरचना होती है जैसे कि यह एक वास्तविक भ्रूण में होगा।
“यह प्रक्रिया कल्पना करना बहुत कठिन है; हम यह भी नहीं जानते कि यह चूहों में कैसे काम करता है,” हेम्स्कर ने कहा।
फिर भी, उनके विस्तारित मॉडल ने उन्हें यह देखने में सक्षम बनाया कि मेसोडर्म स्टेम सेल के प्रवास को कोशिकाओं के समूह के किनारे से केंद्र तक निर्देशित किया जाता है।
“इसका मतलब है कि कुछ है – हम अभी तक नहीं जानते हैं कि – उन्हें बताना कि कौन सा रास्ता जाना है। हमारे पास अब एक सेटअप है जिसमें हम यह पता लगा सकते हैं कि उनके आंदोलन का मार्गदर्शन क्या कर रहा है,” हेम्स्कर ने कहा।
यह कुछ मामलों में क्या गलत हो जाता है, जैसे कि एक जन्मजात हृदय दोष की पीढ़ी के साथ यह पता लगाने के लिए गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है।
टीम ने यह भी निर्धारित किया कि गैस्ट्रुलॉइड में मेसोडर्म कोशिकाएं कई अलग -अलग उपप्रकारों में आती हैं जो अलग -अलग जीन को व्यक्त करते हैं, जिसे उन्होंने प्रतिदीप्ति का उपयोग करके कल्पना की थी।
उन्होंने कहा, “यह देखकर कि सेल किस जीन को व्यक्त कर रहा है, आप यह देख सकते हैं कि यह कौन सा अंग हो जाएगा।”
यह सवाल उठता है, हेम्स्कर को नोट करता है, क्या कोशिकाओं को पता है कि उनका भाग्य प्रवास से पहले क्या है या जहां वे समाप्त करते हैं, यह निर्धारित करते हैं कि वे क्या होंगे?
हेम्स्कर ने अपने विस्तारित मॉडल का उपयोग करके इस काम को जारी रखने की उम्मीद की और स्तनधारी विकास के बारे में अधिक सवालों का जवाब दिया।
“यह एक सरल मॉडल है जो हमें उन चीजों को देखने की अनुमति देता है जो एक जटिल 3 डी संरचना में बहुत मुश्किल होगी, लेकिन यह भी जैविक घटनाओं को पकड़ लेता है, जबकि हमें भ्रूण के साथ काम करने के साथ आने वाली चिंताओं से बचने की अनुमति देता है।”
