บทความอายุยืน

นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีการง่ายๆ ในการถ่ายโอนไมโตคอนเดรียเข้าสู่เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีการง่ายๆ ในการถ่ายโอนไมโตคอนเดรียเข้าสู่เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
  • นักวิจัยพัฒนาอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและมีปริมาณงานสูงที่เรียกว่า mitopunch เพื่อถ่ายโอนไมโตคอนเดรียที่แยกได้และ dna (mtdna) ของมันไปยังเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 

  • แม้ว่าการถ่ายโอนไมโตคอนเดรียจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ mitopunch ก็สามารถถ่ายโอนไมโตคอนเดรียไปยังเซลล์ผู้รับได้มากกว่า 100,000 เซลล์พร้อมกัน 

  • วิธีการนี้ช่วยให้นักวิจัยปรับแต่งองค์ประกอบทางพันธุกรรมเฉพาะของเซลล์ได้ ซึ่งหวังว่าจะนำไปสู่การรักษาโรคต่างๆ ได้ดีขึ้น 

บทความนี้ถูกโพสต์ใน ucla jonsson comprehensive cancer center news: 

นักวิทยาศาสตร์จาก ucla jonsson comprehensive cancer center ได้พัฒนาวิธีการที่เรียบง่ายและมีปริมาณงานสูงในการถ่ายโอนไมโตคอนเดรียที่แยกได้และ dna ของไมโตคอนเดรียที่เกี่ยวข้องไปยังเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิธีการนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถปรับแต่งองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่สำคัญของเซลล์ เพื่อศึกษาและอาจรักษาโรคที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอ เช่น มะเร็ง เบาหวาน และความผิดปกติของระบบเมตาบอลิซึม

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ในวารสาร รายงานเซลล์อธิบายว่าอุปกรณ์ใหม่ที่พัฒนาโดย UCLA ที่เรียกว่า MitoPunch สามารถถ่ายโอนไมโตคอนเดรียไปยังเซลล์ผู้รับ 100,000 เซลล์ขึ้นไปพร้อมกันได้อย่างไร ซึ่งเป็นการปรับปรุงที่สำคัญจากเทคโนโลยีการถ่ายโอนไมโตคอนเดรียที่มีอยู่ อุปกรณ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามอย่างต่อเนื่องของนักวิทยาศาสตร์ UCLA เพื่อทำความเข้าใจการกลายพันธุ์ใน DNA ของไมโตคอนเดรียโดยการพัฒนาวิธีการควบคุมและการยักย้ายที่ช่วยปรับปรุงการทำงานของเซลล์ของมนุษย์หรือสร้างแบบจำลองโรคไมโตคอนเดรียของมนุษย์ได้ดีขึ้น

“ความสามารถในการสร้างเซลล์ที่มีลำดับดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียที่ต้องการนั้นมีประสิทธิภาพมากสำหรับการศึกษาว่าจีโนมในไมโตคอนเดรียและนิวเคลียสมีปฏิกิริยาอย่างไรในการควบคุมการทำงานของเซลล์ ซึ่งอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจและอาจรักษาโรคในผู้ป่วยได้” อเล็กซานเดอร์ เซอร์เซล ผู้สมัครระดับปริญญาเอกจาก โรงเรียนแพทย์ David Geffen แห่ง UCLA และเป็นผู้เขียนร่วมคนแรกของการศึกษานี้

ไมโตคอนเดรียหรือที่รู้จักกันในชื่อ 'แหล่งพลังงาน' ของเซลล์นั้นสืบทอดมาจากแม่ของบุคคล พวกเขาพึ่งพาความสมบูรณ์ของ dna ของไมโตคอนเดรียเพื่อทำหน้าที่ที่จำเป็น การกลายพันธุ์ที่สืบทอดหรือได้มาของ dna ของไมโตคอนเดรียอาจทำให้การผลิตพลังงานลดลงอย่างมากและอาจส่งผลให้เกิดโรคที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอลง

เทคโนโลยีในการจัดการ dna ของไมโตคอนเดรียยังล้าหลังความก้าวหน้าในการจัดการ dna ในนิวเคลียสของเซลล์ และอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาแบบจำลองของโรคและการบำบัดด้วยการฟื้นฟูสำหรับความผิดปกติที่เกิดจากการกลายพันธุ์เหล่านี้ อย่างไรก็ตาม วิธีการปัจจุบันมีจำกัดและซับซ้อน และส่วนใหญ่สามารถส่งไมโตคอนเดรียที่มีลำดับ dna ของไมโตคอนเดรียที่ต้องการไปยังเซลล์ในจำนวนที่จำกัดและหลากหลายเท่านั้น

อุปกรณ์ mitopunch ใช้งานง่ายและให้การถ่ายโอนไมโตคอนเดรียอย่างสม่ำเสมอจากไมโตคอนเดรียหลากหลายชนิดที่แยกได้จากเซลล์ผู้บริจาคประเภทต่างๆ ไปยังเซลล์ผู้รับประเภทต่างๆ มากมาย แม้แต่ในสายพันธุ์ที่ไม่ใช่มนุษย์ รวมถึงเซลล์ที่แยกได้จากหนูด้วย

"สิ่งที่ทำให้ MitoPunch แตกต่างจากเทคโนโลยีอื่นๆ คือความสามารถในการสร้างเซลล์ที่ไม่เป็นอมตะและไม่เป็นเนื้อร้าย เช่น เซลล์ผิวหนังของมนุษย์ เพื่อสร้างการผสมผสานจีโนมระหว่าง DNA และนิวเคลียร์ของไมโตคอนเดรียที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว" Alexander Patananan ผู้เขียนร่วมคนแรก ซึ่งเป็นนักศึกษาปริญญาเอกจาก UCLA กล่าว นักวิชาการ ซึ่งปัจจุบันทำงานที่แอมเจน "ความก้าวหน้านี้ช่วยให้เราสามารถศึกษาผลกระทบของลำดับดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรียต่อการทำงานของเซลล์ โดยยังทำให้สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ของเซลล์เหล่านี้ให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่ถูกเหนี่ยวนำ จากนั้นจึงแยกความแตกต่างออกไปเป็นเซลล์ไขมัน กระดูกอ่อน และเซลล์กระดูก"

MitoPunch ถูกสร้างขึ้นในห้องทดลองของ Dr. Michael Teitell ผู้อำนวยการศูนย์มะเร็ง Jonsson และศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาและเวชศาสตร์ในห้องปฏิบัติการ Pei-Yu (Eric) Chiou ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่ UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied วิทยาศาสตร์ และ Ting-Hsiang Wu จาก ImmunityBio, Inc., Culver City, CA

MitoPunch สร้างขึ้นจากเทคโนโลยีก่อนหน้านี้และอุปกรณ์ที่เรียกว่านาโนเบลดความร้อนจากแสง ซึ่งทีมงานพัฒนาขึ้นในปี 2559 แต่ต่างจากนาโนเบลดความร้อนจากแสงซึ่งต้องใช้เลเซอร์และระบบออปติคอลที่ซับซ้อนในการทำงาน MitoPunch ทำงานโดยใช้แรงกดเพื่อขับเคลื่อนสารแขวนลอยไมโตคอนเดรียที่แยกได้ผ่านรูพรุน เมมเบรนที่เคลือบด้วยเซลล์ นักวิจัยเสนอว่าการไล่ระดับความดันที่ใช้นี้จะสร้างความสามารถในการเจาะเยื่อหุ้มเซลล์ในตำแหน่งที่ไม่ต่อเนื่อง ช่วยให้ไมโตคอนเดรียสามารถเข้าสู่เซลล์ผู้รับได้โดยตรง ตามด้วยการซ่อมแซมเยื่อหุ้มเซลล์

“เรารู้ว่าเมื่อเราสร้างนาโนเบลดความร้อนจากแสงเป็นครั้งแรก เราต้องการระบบที่มีปริมาณงานสูงกว่า ใช้งานง่ายกว่า ซึ่งห้องปฏิบัติการอื่นๆ สามารถเข้าถึงได้ง่ายกว่าในการประกอบและใช้งาน” Teitell ซึ่งเป็นหัวหน้าแผนกกุมารเวชศาสตร์และ พยาธิวิทยาพัฒนาการ และเป็นสมาชิกของศูนย์วิจัยเซลล์ต้นกำเนิดจาก UCLA

“อุปกรณ์ใหม่นี้มีประสิทธิภาพมาก และช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาจีโนมของไมโตคอนเดรียด้วยวิธีง่ายๆ โดยสับเปลี่ยนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ซึ่งสามารถใช้เพื่อค้นพบชีววิทยาพื้นฐานที่ควบคุมการทำงานของเซลล์ที่หลากหลาย และสามารถ สักวันหนึ่ง เสนอความหวังในการรักษาโรคไมโตคอนเดรียดีเอ็นเอ"

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน รายงานเซลล์ ในเดือนธันวาคม 2563 

 



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า