ริ้วรอยในใจหนูดัดแปลงพันธุกรรมพัฒนาสมองที่ขยายใหญ่ขึ้นเหมือนมนุษย์

ถ้าสมองมนุษย์และสมองของหนูนั่งติดกัน สิ่งแรกที่คุณจะสังเกตได้คือขนาดที่แตกต่างกัน ข้อแตกต่างที่สองที่เห็นได้ชัดที่สุดคือรอยพับและรอยย่นบนพื้นผิวของสมองมนุษย์ ในขณะที่พื้นผิวของสมองของเมาส์จะเรียบ ส่วนที่เหี่ยวย่นของสมองมนุษย์คือเปลือกสมอง ซึ่งเป็นส่วนหลายชั้นที่รับผิดชอบในการทำความเข้าใจข้อมูลทั้งหมดที่หลั่งไหลเข้ามาในหัวของบุคคล ในคน ไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ที่มีสมองค่อนข้างใหญ่ การบิดตัวของเปลือกสมองทำให้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่อัดแน่นอยู่ภายในกะโหลกศีรษะ

คริสโตเฟอร์ เอ. วอลช์ แห่งโรงพยาบาลเบธ อิสราเอล 

ในบอสตัน เปรียบเทียบกระบวนการนี้กับการขยำกระดาษแผ่นใหญ่ให้พอดีกับภาชนะขนาดเล็ก “เมื่อเยื่อหุ้มสมองมีขนาดที่แน่นอน [มัน] จะเริ่มเกิดรอยย่นเหล่านี้ ยิ่งเยื่อหุ้มสมองใหญ่ขึ้น รอยย่นก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น” เขากล่าว

เมื่อวันที่ 19 กรกฎาคมวิทยาศาสตร์ Walsh และเพื่อนร่วมงานของเขา Anjen Chenn ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Northwestern University School of Medicine ในชิคาโก ได้อธิบายถึงหนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งพัฒนาเปลือกสมองโดยมีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นอย่างมาก จนทำให้สมองของหนูมีรอยย่นเหมือนมนุษย์มากขึ้น รูปร่าง. “ดูเหมือนว่ารอยย่นเหล่านี้ไม่ต้องการเทคนิคพิเศษทางพันธุกรรมใดๆ ดูเหมือนว่าจะเป็นการตอบสนองแบบเฉยเมยต่อการมีสมองที่ใหญ่กว่าหัวของคุณ” วอลช์กล่าว

ในการสร้างหนู นักวิจัยทั้งสองได้ทำการดัดแปลงยีนที่เข้ารหัสโปรตีนที่เรียกว่าเบต้า-คาเตนิน โปรตีนนี้ได้รับความสนใจเนื่องจากควบคุมการแบ่งเซลล์ในเนื้อเยื่อต่างๆ ในบางกรณีของมะเร็งสมอง เช่น เบต้า-คาเตนินจะกระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์อย่างไม่ถูกตรวจสอบ การเพิ่มความสนใจของ Chenn และ Walsh ยีน beta-catenin นั้นมีบทบาทในกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดของสมองซึ่งเป็นต้นกำเนิดของเซลล์ประสาทของเปลือกสมอง

ในสถานการณ์ปกติ beta-catenin จะแตกตัวอย่างรวดเร็ว

ในเซลล์เมื่อเอนไซม์จับกลุ่มฟอสเฟตเข้ากับโปรตีน Chenn และ Walsh เปลี่ยนแปลงยีนของโปรตีนเพื่อให้เข้ารหัสเวอร์ชันของ beta-catenin ซึ่งขาดบางตำแหน่งที่กลุ่มฟอสเฟตเกาะอยู่ “มันพังช้าลงมาก” วอลช์กล่าว

การสะสมเบต้าแคทีนินที่เกิดขึ้นดูเหมือนว่าจะทำให้เซลล์ต้นกำเนิดของเปลือกสมองสามารถแบ่งตัวเพิ่มขึ้นก่อนที่จะเติบโตเป็นเซลล์ประสาท ซึ่งจะเพิ่มขนาดของเยื่อหุ้มสมองในที่สุด หนูกลายพันธุ์มีสมองใหญ่กว่าปกติสองถึงสามเท่า “มันแสดงให้เห็นว่าคุณควบคุมขนาดของเยื่อหุ้มสมองได้ค่อนข้างมากได้อย่างไรโดยการควบคุมสวิตช์ [พันธุกรรม] อย่างง่ายเพียงปุ่มเดียว” วอลช์กล่าว

หนูสมองใหญ่ไม่รอดจากการคลอด แต่นักวิจัยไม่รู้ว่าทำไม เมื่อไม่นานมานี้ กลุ่มวิจัยของ Walsh ได้ปรับแต่งยีน beta-catenin เพื่อให้สมองของหนูขยายใหญ่ขึ้นกว่าปกติประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ หนูเหล่านี้อยู่รอดได้และดูเหมือนแข็งแรง แม้ว่าพวกมันจะก้าวร้าวกว่าปกติเล็กน้อย นักวิจัยยังไม่ได้ประเมินว่าหนูสมองโตเหล่านี้ฉลาดกว่าหนูทั่วไปหรือไม่

ตอนนี้ Walsh วางแผนที่จะตรวจสอบว่า beta-catenin มีบทบาทในสภาวะของมนุษย์ที่มีสมองขนาดใหญ่หรือเล็กผิดปกติหรือไม่ นอกจากนี้เขายังสงสัยว่าความแตกต่างของขนาดเปลือกสมองระหว่างสปีชีส์ต่างๆ อาจเกิดจากกิจกรรมที่แตกต่างกันของยีนเบตา-คาเตนินหรือไม่ อย่างน้อยในบางส่วน “นั่นเป็นคำถามที่ยากกว่ามาก” ที่จะตอบ เขากล่าว

เลเซอร์ Femtosecond นั้นละเอียดอ่อนพอสำหรับการผ่าตัดตา เนื่องจากพัลส์พลังงานสูงแต่พลังงานต่ำนั้นใช้เศษวัสดุเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อ Rode ทำการทดลองระเบิดนิ้ว เลเซอร์ที่ยิงเป็นพันครั้งต่อวินาทีใช้เวลาเกือบ 30 วินาทีในการดูดเลือด สำหรับการตัดเฉือนวัสดุที่แข็งขึ้น เลเซอร์เฟมโตวินาทีในปัจจุบันยังช้ากว่าอีก

ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับศักยภาพของเลเซอร์สำหรับทันตกรรม Rode และเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าพัลส์ที่เร็วมากสามารถขจัดเศษฟันได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อวัสดุรอบๆ นักวิจัยคาดว่าการทำฟันด้วยเลเซอร์ที่เร็วมากจะไม่เจ็บปวดและปกป้องเคลือบฟันที่แข็งแรงในบริเวณใกล้เคียง

อย่างไรก็ตาม อัตราการกำจัดต้องเร็วขึ้น 100 เท่าเพื่อให้เลเซอร์สามารถแข่งขันกับสว่านกลได้ Rode กล่าว ทีมรายงานการค้นพบนี้ในวารสารฟิสิกส์ประยุกต์เมื่อ วัน ที่ 15 สิงหาคม

ผู้เชี่ยวชาญด้านเลเซอร์กล่าวว่าการใช้เลเซอร์ femtosecond ที่มีแนวโน้มอื่น ๆ เช่นการเจาะหัวฉีดเชื้อเพลิงในเหล็กกำลังถูกระงับเนื่องจากเลเซอร์ในปัจจุบันช้าเกินไปและมีราคาแพงเกินไป อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตเลเซอร์รายงานว่าพวกเขากำลังพัฒนาการออกแบบให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งในไม่ช้าอาจทำให้สามารถเพิ่มอัตราชีพจรได้ 100 ถึง 1,000 เท่า และสร้างหน่วยที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้มากขึ้น “ในอนาคตอันใกล้นี้ ระบบเหล่านี้จะมีขนาดเล็กลงมากและมีราคาถูกลง” Lubatschowski คาดการณ์

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สิ่งของอื่นๆ อีกมากมายในโลก ตั้งแต่ฟันเฟืองไปจนถึงเครื่องยนต์รถยนต์ กำลังจะถูกทำลายให้มีรูปร่างที่ดีขึ้นทีละเล็กทีละน้อย

Credit : เว็บสล็อต