Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

‘Tumor monster’ bisa menawarkan pandangan baru pada perkembangan manusia – ScienceDaily


Menemukan model yang tepat untuk mempelajari perkembangan manusia – dari tahap awal embrio dan seterusnya – telah menjadi tantangan bagi para ilmuwan selama dekade terakhir. Sekarang, ahli biologi di University of California San Diego telah menemukan kandidat yang tidak biasa: teratoma.

Teratoma – yang berarti “tumor mengerikan” dalam bahasa Yunani – adalah tumor yang terdiri dari berbagai jaringan seperti tulang, otak, rambut, dan otot. Mereka terbentuk ketika massa sel punca berdiferensiasi tak terkendali, membentuk semua jenis jaringan yang ditemukan di tubuh. Teratoma umumnya dianggap sebagai produk sampingan yang tidak diinginkan dari penelitian sel induk, tetapi peneliti UC San Diego menemukan kesempatan untuk mempelajarinya sebagai model perkembangan manusia.

Para peneliti melaporkan pekerjaan mereka dalam makalah yang diterbitkan pada 4 November di Sel.

“Kami telah terpesona dengan teratoma cukup lama,” kata Prashant Mali, seorang profesor bioteknologi di UC San Diego Jacobs School of Engineering. “Teratoma tidak hanya merupakan tumor yang menarik untuk dilihat dari segi keragaman jenis sel, tetapi juga memiliki bagian dari struktur seperti jaringan yang terorganisir. Hal ini mendorong kami untuk mengeksplorasi kegunaannya dalam konteks ilmu sel dan rekayasa sel.”

“Tidak ada model lain yang seperti itu. Hanya dalam satu tumor, Anda dapat mempelajari semua garis keturunan yang berbeda ini, semua organ yang berbeda ini, pada saat yang bersamaan,” kata Daniella McDonald, seorang MD / Ph.D. kandidat di lab Mali dan penulis pendamping studi. “Selain itu, ini adalah model vaskularisasi, ia memiliki struktur tiga dimensi dan jaringan khusus manusia, menjadikannya model yang ideal untuk menciptakan kembali konteks di mana perkembangan manusia terjadi.”

Tim menggunakan teratoma yang tumbuh dari sel induk manusia yang disuntikkan di bawah kulit tikus yang mengalami imunodefisiensi. Mereka menganalisis teratoma dengan teknik yang disebut sekuensing RNA sel tunggal, yang menampilkan profil ekspresi gen sel teratoma individu. Para peneliti mampu memetakan 20 jenis sel, atau “garis keturunan manusia” (otak, usus, otot, kulit, dll.) Yang secara konsisten ada di semua teratoma yang mereka analisis.

Para peneliti kemudian menggunakan teknologi penyuntingan gen CRISPR-Cas9 untuk menyaring dan melumpuhkan 24 gen yang diketahui mengatur perkembangan. Mereka menemukan banyak gen yang berperan dalam perkembangan banyak garis keturunan.

“Yang luar biasa dari penelitian ini adalah kami dapat menggunakan teratoma untuk menemukan berbagai hal dengan lebih cepat. Kami dapat mempelajari semua gen ini pada semua garis keturunan manusia dalam satu percobaan,” kata salah satu penulis pertama Yan Wu, yang mengerjakan proyek ini sebagai Ph.D. mahasiswa di laboratorium Mali dan profesor bioteknologi UC San Diego Kun Zhang. “Dengan model lain, seperti organoid, yang secara terpisah memodelkan satu garis keturunan pada satu waktu, kami harus menjalankan banyak eksperimen berbeda untuk mendapatkan hasil yang sama seperti yang kami lakukan di sini.”

“Teratoma adalah jenis jaringan manusia yang sangat unik. Ketika diperiksa melalui lensa pengurutan sel tunggal, kita dapat melihat bahwa teratoma mengandung sebagian besar tipe sel yang representatif dalam tubuh manusia. Dengan pemahaman itu, kita tiba-tiba memiliki landasan yang sangat kuat untuk memahami, memanipulasi dan merekayasa sel dan jaringan manusia dengan cara yang jauh lebih canggih daripada yang mungkin sebelumnya, “kata Zhang.

Para peneliti juga menunjukkan bahwa mereka dapat “memahat secara molekuler” teratoma untuk diperkaya dalam satu garis keturunan – dalam hal ini, jaringan saraf. Mereka mencapai prestasi ini menggunakan sirkuit gen mikroRNA, yang bertindak seperti pahat molekuler dengan mengukir jaringan yang tidak diinginkan – jaringan ini secara selektif dimatikan menggunakan gen bunuh diri – dan meninggalkan garis keturunan. Para peneliti mengatakan ini memiliki aplikasi dalam rekayasa jaringan.

“Kami membayangkan bahwa studi ini akan menetapkan landasan baru di lapangan. Mudah-mudahan, ilmuwan lain akan menggunakan teratoma sebagai model penemuan masa depan dalam perkembangan manusia,” kata McDonald.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas California – San Diego. Asli ditulis oleh Liezel Labios. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize