วิธีใหม่ในการตรวจจับสารเคมีที่หลั่งโดยสเต็มเซลล์ในขณะที่พวกมันแยกความแตกต่างในเซลล์กระดูก สามารถทำให้สามารถตรวจสอบกระบวนการสร้างความแตกต่างด้วยไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ได้ เทคนิคนี้ใช้ทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าเคมีอินทรีย์ (OECT) ที่มีอิเล็กโทรดเกทที่มีความไวต่อโมเลกุลตัวใดตัวหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความแตกต่าง และนักวิจัยที่พัฒนามันกล่าวว่าวิธีนี้เป็นแนวทางที่ง่ายและใช้ได้จริง
ในการทำความเข้าใจว่าสเต็มเซลล์เปลี่ยนเป็นชนิดอื่น
ได้อย่างไร ของเนื้อเยื่อเซลล์ต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อมีเซนไคม์เป็น “หลายศักยภาพ” ซึ่งหมายความว่าสามารถแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภทอื่นๆ เช่น เซลล์ไขมัน กระดูก กระดูกอ่อน เส้นเอ็น หรือเซลล์กล้ามเนื้อ กระบวนการสร้างความแตกต่างที่สร้างกระดูกมีความซับซ้อนสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับช่วงของโมเลกุลซึ่งรวมถึงคอลลาเจนประเภทที่ 1, ออสทีโอพอนติน, ออสทีโอเนกติน, ออสทีโอแคลซิน และไซโตไคน์ที่รู้จักกันในชื่อ โปรตีนมอร์โฟเจนิกของกระดูก 2 (BMP-2) โมเลกุลทั้งหมดเหล่านี้สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเพื่อตรวจสอบความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิด แต่เทคนิคปัจจุบันไม่อนุญาตให้ตรวจสอบความเข้มข้นของพวกมันในขณะที่หลั่งออกมา
แอนติบอดีที่ทอดสมอOECT ใหม่นี้จัดทำโดยทีมนักวิจัยที่นำโดยRóisín OwensและDonata Iandoloจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักรและMines Saint-Etienneในฝรั่งเศส รวมทั้งBeatrice Fraboniจากมหาวิทยาลัย Bolognaในอิตาลี อุปกรณ์นี้เป็นทรานซิสเตอร์สามขั้วซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ เชื่อมต่อด้วยช่องสัญญาณที่ทำจากพอลิเมอร์ PEDOT-PSS นำไฟฟ้า และเกตซึ่งเป็นแอนติบอดีที่ยึดกับ BMP-2 เมื่อ BMP-2 จับกับแอนติบอดี กระแสผ่าน OECT จะเปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณที่นักวิจัยสามารถวัดได้
นักวิจัยกล่าวว่าอุปกรณ์ของพวกเขาตรวจพบ
BMP-2 ในระดับที่ใกล้เคียงกับที่ใช้ในการทดลองในหลอดทดลองเพื่อกระตุ้นการสร้างความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งหมายความว่าอาจใช้ในการทดลองประเภทนี้ในอนาคต เช่น การทดลองที่ใช้สนามไฟฟ้าเพื่อเริ่มต้นกระบวนการสร้างความแตกต่าง
ทรานซิสเตอร์อาจสามารถตรวจจับไซโตไคน์หรือสารวิเคราะห์อื่นๆ (เช่น osteocalcin, osteopontin และ osteonectin) ที่ผลิตขึ้นระหว่างการแยกเซลล์สร้างกระดูกโดยเพียงแค่เปลี่ยนองค์ประกอบการจับที่เลือกบนเกทเคลือบ PEDOT-PSS
แอพพลิเคชั่นนอกเหนือจากการตรวจสอบความแตกต่างการตรวจสอบความแตกต่างของสเต็มเซลล์อาจไม่ใช่แอปพลิเคชั่นเดียว Iandolo กล่าวว่าอุปกรณ์ของทีมนี้ยังสามารถใช้เพื่อตรวจหาโรคในระยะเริ่มแรกในตัวอย่างของเหลวในร่างกายในปริมาณน้อย อีกทางเลือกหนึ่งอาจเป็นการรวมทรานซิสเตอร์เข้ากับโครงสร้างต่างๆ เช่น ผ้าพันแผล ซึ่งสามารถใช้เพื่อตรวจหาเครื่องหมายของโรคที่เกี่ยวข้องทางคลินิกได้
กระดูกแตกเป็นเศษส่วนนักวิจัยกล่าวว่าขณะนี้พวกเขากำลังทำงานในโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก European Space Agency ที่ชื่อว่า BONUS ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนา แบบจำลองและบริการการตรวจคัดกรองล่วงหน้า ในหลอดทดลองและในร่างกายเพื่อตรวจหา (และอาจป้องกัน) ความเปราะบางของกระดูกและกล้ามเนื้อที่สามารถพัฒนาได้ในนักบินอวกาศ ระหว่างภารกิจอวกาศระยะยาว
ทีมงานมีความสนใจเป็นพิเศษในการตรวจสอบ
ผลกระทบของภารกิจอวกาศต่อการสร้างความแตกต่างของเซลล์กระดูก “เรากำลังพิจารณาที่จะบูรณาการเซ็นเซอร์ที่มีความจำเพาะสูงภายในแพลตฟอร์มที่มีการเพาะเลี้ยงเซลล์ในสภาพแวดล้อมของไหลที่มีการควบคุมเพื่อสร้าง แบบจำลองเนื้อเยื่อกระดูก ในหลอดทดลองในบริบทนี้” Iandolo กล่าวกับ Physics World โมเดลเหล่านี้อาจมีประโยชน์สำหรับการพัฒนาวิธีการรักษาด้วยสเต็มเซลล์สำหรับโรคกระดูกพรุน หรือโรคกระดูกเปราะ ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้หญิง 1 ใน 3 และผู้ชาย 1 ใน 5 ที่มีอายุเกิน 50 ปี
คุณลักษณะที่สำคัญของเทคนิคนี้คือ ข้อมูลที่เก็บไว้ทั้งหมดสามารถดึงมาจากส่วนเล็กๆ ของวัสดุ ซึ่งหมายความว่าข้อมูลสามารถจัดเก็บไว้ทั่วทั้งอ็อบเจ็กต์ในลักษณะที่ซ้ำซ้อนอย่างมาก
นอกจากนี้ ซิลิกาป้องกันยังช่วยลดการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง DNA ตลอดอายุการใช้งานของวัสดุ ต่างจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ในปัจจุบัน ซึ่งความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลอาจถูกทำลายโดยความเสียหายทางกายภาพ หน่วยความจำที่จัดเก็บไว้ในวัสดุเหล่านี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
สืบพันธุ์เหมือนกระต่ายเมื่อพวกเขาสร้างเทคนิคการจัดเก็บแล้ว Elrich, Grass และเพื่อนร่วมงานได้ผลักดันกระบวนทัศน์ DNA ต่อไปเพื่อฝังวัตถุด้วย DNA ที่เข้ารหัสคำสั่งสำหรับการทำซ้ำวัตถุนั้น – เปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิต พวกเขาสร้างกระต่ายที่พิมพ์ 3 มิติที่มีคำสั่งการพิมพ์ 45 kbyte ภายใน DNA ที่ฝังตัว
โดยการแยกชิ้นส่วนเล็กๆ ที่มี DNA ออกจากกระต่าย พวกมันมีพิมพ์เขียวสำหรับการผลิตวัตถุรุ่นต่อไป พวกเขาสามารถทำซ้ำขั้นตอนนี้เพื่อสร้างกระต่ายห้าชั่วอายุคน โดยแต่ละตัวจำลองความทรงจำของคนรุ่นก่อนโดยไม่ต้องสังเคราะห์ DNA ใหม่
ความสำเร็จของทีมอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการจัดเก็บข้อมูล เนื่องจาก DNA 1 กรัมสามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากถึง 215 Pbyte เทคนิคของพวกมันจึงสามารถช่วยให้การจัดเก็บข้อมูลมีลำดับความสำคัญสูงกว่าฮาร์ดไดรฟ์ปัจจุบัน พวกเขาคาดการณ์การใช้งานต่างๆ ตั้งแต่การฝังบันทึกสุขภาพอิเล็กทรอนิกส์ในการปลูกถ่ายทางการแพทย์ ไปจนถึงการสร้างอาคารที่มีพิมพ์เขียวของตนเอง ด้วยการวิจัยเพิ่มเติม อาจเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องจักรที่ใช้วัตถุดิบเพื่อทำซ้ำโดยอัตโนมัติในหลายชั่วอายุคน
Credit : zakopanetours.net ianwalk.com immergentrecords.com imperialvalleyusbc.org inmoportalgalicia.net iranwebshop.info ispycameltoes.info italiapandorashop.net jpjpwallet.net l3paperhanging.org
