انتشار این مقاله


مؤسسه‌ی Allen؛ آینده‌‌ای بر دانش سلولی (۱)

سازمانی که جز سلول‌ها بر هیچ چیز دیگری تمرکز ندارد؛ جایی که در صورت رسیدن به اهدافش، جهان علم را به لرزه در خواهد آورد!

به نام خالق هستی

جهان، این گستره‌ی لامتناهی آفرینش، از هزاران سال قبل قدمگاه ما انسان‌ها بوده و ما نیز هزاران سال است که بی‌توقف در درک بیشتر آن در تب و تاب بوده‌ایم. از کرانه‌های قطب جنوب تا یخچال‌های قطب شمال، از اعماق اقیانوس‌ها تا بلندای اِورست را زیر پای گذاشته و شناخته‌ و علم را همچون گوهری نایاب و بد قلق به جست‌وجو نشسته‌ایم، علمی که در راهش هزاران انسان از جان و مال و آسایش خویش گذشته‌اند تا قدمی در مسیرش بردارند. جنگ‌ها، خون و خونریزی‌ها، قحطی‌ها و بلایای طبیعی هرگز نتوانسته‌اند بر روحیه‌ی شکست‌ناپذیر و کنجکاو آدمی اثر گذارده و او را از حرکت باز‌دارند، حال از این موضوع بگذریم که این علوم، این گام‌های علمی، در کجا بکار گرفته شده و می‌شوند. از بمب‌های هیدروژنی و هسته‌ای که توان منقرض نمودن بشریت را دارند گرفته تا پیوند عضوی که میلیون‌ها نفر را نجات داده و می‌دهد، همه و همه حاصل تقلای بی‌پایان ما موجودات دو پا برای پیش‌ رفتن و دانستن و آموختن هستند و ما در میانه‌ای از جهان تنفس می‌کنیم که بیش از هر زمان دیگری علم در حال شکوفایی است، جایی که هر روز آن می‌تواند یک‌سال پیشرفت گذشته را به ارمغان بیاورد!

یادداشتی از دکتر مجازی

مقدمه‌ای بر علوم سلولی

ساختار‌های داخلی یک سلول جانوری

سلول در تعریفی کلی، به کوچک‌ترین واحد زیستی هر جانداری گفته می‌شود. برای اولین بار این ساختار را رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ میلادی کشف کرد و بخاطر شباهت زیاد این ساختار‌ها به اتاق‌های مخصوص راهبان مسیحی در کلیساها (متعدد و کنار هم)، اسم این ساختار‌ها را سلول یا cell گذاشت. امروزه سلول‌ها در حالت علمی به دو دسته پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها تقسیم‌بندی می‌شوند. پروکاریوت‌ها معرف سلول‌هایی چون انواع‌ باکتری‌ها هستند که ساختار آن‌ها تفاوت‌های فاحشی با یوکاریوت‌ها دارد. در این میان یوکاریوت‌ها به تمامی سلول‌هایی گفته می‌شوند که به طور کلی ۲ شاخصه اصلی داشته باشند:
۱. DNA داخل هسته‌ای داشته باشند، یا به کلامی ساده‌تر DNA آن‌ها در فضای سلولی رها نبوده و تحت پوشش غشاء‌ هسته‌ای قرار داشته باشد.
۲. کوچک‌ترین یوکاریوت‌ها بیش از پانزده برابر بزرگ‌ترین پروکاریوت‌ها بوده و برخلاف وجود یک کروموزمِ رها در سیتوپلاسم هر پروکاریوت، یوکاریوت‌ها از یک تا چند صد کروموزوم را می‌توانند در درون هسته داشته باشند.

امروزه بهتر از هر زمان دیگر می‌دانیم که سلول‌های یوکاریوت، هر کدام متشکل از چند ده ساختار پیچیده و حائز اهمیّت چون ماده ژنتیکی (DNA)، میتوکندری، دستگاه گلژی، شبکه آندوپلاسمی، سانتریول‌ها و… هستند. ساختار‌های که سلول را زنده نگه‌داشته، تغذیه کرده و رشد می‌دهند. ساختار‌هایی که در صورت اختلال در هر یک از آن‌ها سلول توان بقا را از دست خواهد داد. و بسیاری از مطالب جالب و خواندی دیگر که واقعاً در این مقاله گنجایش طرح  آن‌ها وجود ندارد!

مطالعه‌ی بیش‌تر در باب سلول

مؤسسه‌ی Allen؛ علوم سلولی


تمامی تصاویر بکار رفته در ادامه مطلب، برگرفته از فعالیت‌های  مؤسسه‌ی Allen  هستند


جهان ما جاییست، که درک یک موضوع، سر آغاز هزاران ندانستن دیگر است. در این بین سلول‌ها، این ریزترین ساختار‌های زنده، از قافله جا نمانده و با وجود پیشرفت‌هایی در کلام نمی‌آیند، هنوز هم که هنوزم است بسیار هست که نمی‌دانیم! این را واقعاً می‌گویم! از برخی جنبه‌ها تقریباً هیچ نمی‌دانیم! بگذارید قضیه را برایتان بهتر شرح دهم، ما در مورد ارگان‌ها، بافت‌ها، سلول‌ها و… بسیار می‌دانیم، حتی می‌دانیم از چه ساخته شده‌اند! اما جای بزرگی از کار می‌لنگد، جایی که ما واقعاً هنوز نمی‌دانیم که دقیقاً چه چیزی  در پشت پرده، مولکول‌ها، سلول‌ها، بافت‌ها و ارگان‌ها را، در کنار هم جمع‌کرده و چه چیز در این میان وجود دارد که حیات را در این ریز مجموعه‌ها می‌دمد!

در این تصاویر با استفاده از تصویر‌برداری‌های کاملاً پیشرفته از بافت زنده (واقعی)، و ترکیب آن‌ها با تکنولوژی های نور پردازی و افکت، رویدادهای بسیار مهمی چون تقسیم سلولی و انتقالات بین سلولی به تصویر کشیده شده‌اند.

مؤسسه‌ی علمی پژوهشی Allen، مؤسسه‌ای غیردولتی است که در راستای تحقیقات گسترده بر سلول‌ها و بافت‌های بدن پا به عرصه‌ی وجود نهاده و در پی رسیدن به اهدافی است که احتمالاً در صورت تحقق، جهان علم را تکان خواهند داد. اهدافی که شاید به توان در چند سوال کوچک به آن‌ها اشاره کرد…

  • تعریف دقیق بیماری از نظر گاه سلولی مولکولی چیست؟
  • از کجای کار یک سلول به بعد می‌توان گفت این سلول وارد مسیر بیماری‌زایی شده است؟
  • مکانیسم‌های دقیق عملکردی سلول‌های بافتی چون بافت مغز چیست؟
  • در هنگام وقوع سکته‌ی مغزی دقیقاً در سلول‌های عصبی چه می‌گذرد؟

مؤسسه‌ی Allen، به دنبال پاسخ‌هایی قطعی برای سوالات بالا و شاید هزاران سوال دیگر است. در این مؤسسه‌، محققانی از ده‌ها رشته مختلف زیستی در کنار هم کار می‌کنند و مجموعه‌ی کاملی از برنامه نویسان و طراحان گرافیکی در تبدیل کردن داده‌ها به مطالب قابل استفاده، در حال فعالیت‌اند. این مؤسسه‌ی کار خود را در سال ۲۰۰۳ شروع کرده و امروزه یکی از پیشرو‌ترین مؤسسه‌‌های جهان در رابطه با علوم سلولی و مغزی است. بیایید بهتر با کار این مؤسسه‌ آشنا شویم.

 

در این مؤسسه‌، محققان نگاهی میکروسکوپی را در دستور کار دارند شاید هم بهتر باشد که بگوییم نانوسکوپی! آن‌ها در حال حاضر، سلول‌ها را از حد مولکول تا اندامک‌ها مورد بررسی قرار داده و از آن‌ها تصویربرداری می‌کنند. در موارد مولکولی، آن‌ها از آنتی‌بادی‌های مختلفی استفاده کرده و تصویربرداری می‌کنند. به عبارت دیگر برای شناسایی مولکولی خاص در سلولی خاص، آن‌ها از آنتی‌بادی خاصی نیز استفاده کرده و از واکنش میان مولکول‌ها و آنتی‌بادی در سلول تصویر‌برداری می‌کنند، و پس از انجام این کار برای چند ده مولکول و ماده‌ی گوناگون سلولی، تصاوبر روی هم گذارده شده و سلول بازتعریف می‌شود. این کار شاید در کلامی چند خطی برای شما راحت به نظر بیاید اما ابزار این انجام این کار در هیچ کجای دنیا وجود نداشته و فقط در این مؤسسه‌ی وجود داشته و پس از انجام فرآیند‌های پیچیده و چند مرحله‌ای، آن‌ها را قادر به حصول نتیجه می‌کند. در اصل باید گفت این یکی از ابتدایی‌ترین کار‌هایی است که این مؤسسه‌ در رابطه با بازتعریفی سلول‌ها انجام می‌دهد. این مؤسسه‌ در شاخه‌های متفاوتی از جمله علوم سلولی و علوم مغزی در حال فعالیت است که دکتر مجازی سعی دارد در این مقاله هر دو شاخه را تشریح کند.
مؤسسه‌ی Allen، در مقوله بافتی، سعی بر آن دارد که نگاه تازه ای به مسئله داشته باشد. محققان در این مؤسسه‌ مولکول‌ها، سلول‌ها و اتصالات بافتی را با دستگاه‌های مخصوصی مورد ارزیابی قرار داده و تصاویر چند بعدی را از حالات واقعی بافتی تهیه و با قابلیّت‌های رایانه‌ای در اختیار دانشمندان و محققان سراسر جهان می‌گذارد. در این قابلیت‌ها شما می‌توانید بافت دلخواه خود را از هر نظر واکاوی کرده و لایه به لایه به مطالعه بپردازید، برای تفهیم بهتر به فایل ادامه مطلب دقیق نگاه کنید:

در این جا یک بافت را از مجموعه کار‌های مؤسسه‌ی Allen مشاهده می‌کنید، همانطور که خودتان هم احتمالاً متوجه شده باشید، در این تصویر، بافت مورد نظر ما لایه به لایه و به صورت سه بعدی و کاملاً واقع‌گرا، قابل تفکیک بوده و می‌توان هر کدام از لایه‌ها را به صورت مستقل مورد بررسی قرار داد. در تصویر به رنگ‌های متفاوت که نشانگر ساختار‌های متفاوت موجود در بافت هستند، توجه کنید.

برای مثال یکی از بخش‌هایی که در این مؤسسه‌ موجود دارد، بخش مطالعات بیماری‌ها و فرآیند‌های کلیوی است. جایی که محققان آن نه به دنبال درمان بیماری، بلکه به دنبال تولید کلیه و رشد دادن این اندام حیاتی هستند! شاید بسیار دور از انتظار باشد، اما جالب است بدانید که این محققان به موفقیت‌هایی هم دست یافته و توانسته‌اند از طریق سلول‌های بنیادی کلیه‌هایی چند میلی‌متری را رشد دهند! کاری که نشان‌دهنده‌ی موفقیت‌آمیز بودن این تلاش‌ها است.

سفیدی داخل خانه اول، قطره‌ی روغن نیست! کلیه ایست که در مؤسسه‌ی Allen کشت داده شده و به درستی شکل گرفته است، به تصویر دقت کنید.

لازم به بیان این نکته نیست که چقدر این دست از پیشرفت‌ها می‌توانند در سلامت افراد تأثیر گذار باشند. برای مثال فکرش را بکنید، میلیون‌ها بیمار کلیوی که هر هفته در سه نوبت و هر نوبت به مدت چهار ساعت دیالیز می‌شوند، در صورت موفقیت این طرح، دریچه امیدی برای زندگی عادی خواهند داشت.

نگاهی به جوش و خروش‌های‌ سلولی و بافتی، در قلب Allen!

بینو فریدمن، استادیار بیماری‌ها و بازآرایی بافتی کلیه در دانشگاه واشنگتون، چنین می‌گوید: “یکی از بزرگ‌ترین مشکلات پیش روی ما، درک چگونگی کنار هم فرار دادن فاکتورهای حیاتی بافت‌ها و ایجاد و رشد دادن بافت در همین سطح از پیچیدگی‌های بافت اصلی است. ما امیدواریم که با استفاده از سلول‌های بنبادی دریچه‌ای را به سمت باز‌آرایی بافتی باز کرده و برای مثال برای بیماران نیاز‌مند کلیه، کلیه‌ای از جنس کلیه خودشان تولید کنیم. امروزه این امکان برای ما به وجود آمده که بتوانیم آن‌چه که در درون سلول‌ها روی می‌‌دهد را بررسی کرده و پردازش کنیم. این کار امروزه با وجود مؤسسه‌یی چون مؤسسه‌ی Allen بسیار پیشرفت کرده و کار ما بسیار راحت‌تر از گذشته است. ما توانسته‌ایم با استفاده از این روند‌های سلولی با تولید ابتدایی کلیه دست یافته و به درک مناسبی از کارکرد‌های بافتی برسیم. حس فوق‌العاده‌ای دارد که اکنون می‌توانیم جوش خروش زندگی را در میان سلول‌ها و بافت‌ها دنبال کنیم و آن‌ها را به نظاره بنشینیم. ما گزینه‌ی جایگزینی کلیه برای افراد نیازمند آن را روی میز داریم و امید‌‌واریم در آینده‌ای نزدیک بتوانیم به این مهم دست یابیم، و این مهم به دست نخواهد آمد مگر آن‌ که به درستی، کارکرد‌های سلولی را شناخته و بر آن‌ها تسلط یابیم، کاری که Allen در پیش گرفته است.”


مقاله‌ی مرتبط: دنیای شگرف سلول در تسخیر رایانه‌ها

مقاله‌ی فوق نگاه کوتاهی به مؤسسه‌ی Allen در وبسایت science news است.


موضوع اصلی این است که ما برای این که قادر به درک درست بیماری‌ها شویم، باید ابتدا از فرآیند‌ها و ارتباطات بین سلولی مطلع باشیم. نکته‌ی مهمی در دستور کار مؤسسه‌ی Allen، قرار دارد، رایگان قرار گرفتن تمام بررسی‌ها و پژوهش‌ها، در اختیار دانشمندان و محققان سراسر جهان است! آری حتی خود شما هم می‌توانید از لحظه لحظه پیشرفت این مؤسسه‌ در علوم سلولی و… آگاهی یافته و از آن‌ها در راستای پژوهش، تحصیل یا حتی رفع کنجکاوی خود (!)، بهره ببرید، در اینجا وبسایت این مؤسسه‌ در علوم سلولی را در اختیارتان قرار می‌دهیم:

در قسمت بعد

در قسمت بعد از مطالعات مغز Allen برایتان خواهیم گفت، و با شما سفری خواهیم داشت به بزرگ‌ترین سیستم مطالعاتی جهان در رابطه با سلول‌های مغزی! با دکتر مجازی همراه باشید…

 

مؤسسه‌ی Allen؛ آینده‌ای بر علوم مغزی (۲)

 

حسین مصطفی‌نژاد


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *