Как далеко ученые продвинулись в создании искусственных органов

Природа создала нас и сделала каждый организм уникальным в своем строении. Каждый орган и каждая клетка играют свою роль в целом организме. А некоторые из них могут и вовсе поразить. Ведь потеря одного – запустит цепочку событий, которая может привести к непоправимым последствиям. Но биоинженеры постоянно ищут способы как, подобно природе, заменить или улучшить части организма. Исследования продвигаются в направлении создания искусственных органов, которые потенциально могут спасти жизнь людям с отказом органов. Чтобы создать искусственные органы, сначала нужно понять стволовые клетки и генетические инструкции, которые определяют их замечательные свойства.

Прежде чем внедрять искусственные органы в массу, ученым предстоит провести еще множество испытаний

Стволовые клетки и их роль

Исследователь Джошуа Марк Брикман обнаружил происхождение главного гена, который контролирует сеть, управляющую стволовыми клетками. Для достижения более совершенных результатов в изучении стволовых клеток необходимо понимание генной регуляторной сети, которая управляет плюрипотентными стволовыми клетками. Изучение процесса эволюции, который привел к совершенствованию функций этих клеток, может помочь в создании более эффективных экземпляров в лабораторных условиях.

Стволовые клетки играют одну из важнейших ролей у нас в организме

Суть плюрипотентных стволовых клеток в том, что они способны как бы превращаться в другие типы клеток, например, сердечные. Изучение того, как происходит развитие плюрипотентных стволовых клеток в сердце, может помочь в их создании в лабораторных условиях и привести к новым достижениям в медицине.

Как древняя рыба поможет в создании органов?

Ученые утверждают, что изучение рыбы, иногда называемой «живым ископаемым», может привести к более глубокому пониманию стволовых клеток и их свойства плюрипотентности, которое обычно ассоциируется с млекопитающими.

Недавние исследования группы ученых показали, что у целаканта – рыбы, живущей почти 400 миллионов лет назад и являющейся представителем отличного класса от млекопитающих, существует главный ген, контролирующий стволовые клетки и поддерживающий их плюрипотентность. Этот ген, названный OCT-4 у людей и мышей, может быть заменен на версию гена целаканта в стволовых клетках мыши.

Эта рыба поистине является удивительным примером эволюции

Это очень важно, потому что центральный фактор, который контролирует генную сеть в стволовых клетках, как оказалось, уже существовал на ранних этапах эволюции, что подтверждает глубокую связь между рыбами и млекопитающими, а также демонстрирует, что стволовые клетки имеют глубокое корневое происхождение.

Кроме того, изучение клеток рыбы, такой как целакант, позволяет ученым лучше понимать эволюционную историю и развитие самих клеток. Интересно отметить, что чем дальше вглядываться в прошлое эволюции, тем проще были организмы, что может помочь ученым выделить наиболее важные гены и свойства, которые формировались на ранних стадиях.

Эволюция структуры белков животных

Более чем 40 животных, включая акул, мышей и кенгуру, были изучены исследователями. Отбор животных производился таким образом, чтобы обеспечить хорошую выборку основных точек ветвления в эволюции.

Сможем ли мы убрать недостатки эволюции

С помощью искусственного интеллекта были построены трехмерные модели различных белков OCT-4. Изучение этих моделей позволило исследователям обнаружить, что общая структура белка сохраняется на протяжении всей эволюции. Некоторые части белков, которые важны для стволовых клеток, не меняются. Но другие части, которые не кажутся связанными с первыми, могут изменять свое положение в зависимости от вида. Что, по сути, влияет на то, как хорошо они могут поддерживать способность стволовых клеток превращаться в разные типы клеток. Исследователи надеются, что эти данные помогут им в создании искусственных органов, что было бы невозможно без использования современных технологий и данного открытия.

Таким образом, изучение рыбы и ее клеток может привести к важным открытиям в области стволовых клеток и их свойств, а также дать ученым новые пути для улучшения методов выращивания органов в лабораторных условиях.

Источник