SAN FRANCISCO — โปรตีนที่ยืมมาจากจุลินทรีย์ในทะเลเดดซีและออกแบบใหม่โดยนักวิจัยทำให้เซลล์หัวใจสว่างขึ้นทุกครั้งที่หดตัว เซลล์ที่กะพริบอาจเป็นวิธีทำนายว่ายาตัวใหม่จะทำให้เกิดปัญหาหัวใจในคนหรือไม่ นักวิจัยของฮาร์วาร์ดรายงานเมื่อวันที่ 17 ธันวาคมที่การประชุมประจำปี American Society for Cell Biologyอดัม โคเฮนและเพื่อนร่วมงานของเขาใช้โปรตีนที่ช่วยให้จุลินทรีย์ในทะเลเดดซีเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงแดดและทำลายโมเลกุลเพื่อให้ทำงานในลักษณะย้อนกลับเท่านั้น โดย
ปล่อยออกไปแทนที่จะดูดซับแสงภายใต้สภาวะบางประการ
เมื่อใส่ไว้ในเซลล์หัวใจ โปรตีนที่เรียกว่า archaerhodopsin 3 หรือ Arch สั้น ๆ จะกะพริบแสงสีแดงสลัวเมื่อเซลล์หัวใจได้รับสัญญาณไฟฟ้าที่จะเต้น โคเฮนรายงาน โปรตีน Arch รุ่นอื่นจะกะพริบเป็นสีน้ำเงินเมื่อแคลเซียมเข้าสู่เซลล์หรือถูกปล่อยออกจากคลังเก็บภายในเซลล์เพื่อกระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ ( คลิกที่นี่เพื่อชมภาพยนตร์เกี่ยวกับโปรตีนในการดำเนินการ )
แนวคิดสำหรับเซลล์ที่กระพริบนั้นมาจากสาขาการวิจัยใหม่ที่เรียกว่าออพโตเจเนติกส์ ซึ่งนักวิจัยใช้แสงวาบเพื่อควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาท เทคนิคใหม่นี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของเซลล์หัวใจ มันช่วยให้โคเฮนและเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถติดตามการเต้นของเซลล์หัวใจของมนุษย์ได้
นักวิจัยได้วางโปรตีนวิบวับสีแดงและสีน้ำเงินลงในเซลล์ผิวหนังของมนุษย์ซึ่งได้รับการโปรแกรมใหม่เพื่อสร้างเซลล์ต้นกำเนิดและถูกเกลี้ยกล่อมให้กลายเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ แม้แต่การเจริญเติบโตในจานทดลอง เซลล์ก็เต้นไปตามกาลเวลา ในอนาคต เซลล์ที่สร้างโปรแกรมใหม่สามารถสร้างขึ้นจากเซลล์ผิวหนังที่นำมาจากผู้ที่มีปัญหาเกี่ยวกับหัวใจทางพันธุกรรม เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมว่าสภาพของเซลล์เหล่านี้ส่งผลต่อการทำงานของเซลล์หัวใจอย่างไร
ยากระเซ็นที่ส่งผลต่ออัตราการเต้นของหัวใจ
ในเซลล์จะเปลี่ยนวิธีที่เซลล์เต้นและเปลี่ยนรูปแบบการกะพริบจากโปรตีนที่เฝ้าติดตาม โคเฮนวาดภาพโดยใช้เซลล์ที่ฉูดฉาดเพื่อคัดกรองยาที่อาจทำให้เกิดปัญหาหัวใจก่อนที่จะเข้าสู่การทดลองทางคลินิก วันหนึ่งผู้คนอาจสร้างเซลล์ผิวหนังของตัวเองขึ้นมาเป็นอาหารของเซลล์หัวใจเพื่อทดสอบว่าพวกเขาอาจตอบสนองต่อยาบางชนิดอย่างไร
นักวิจัยยังได้ออกแบบโปรตีนเฝ้าสังเกตเข้าไปในหัวใจของปลาม้าลาย ซึ่งมีความโปร่งใสบางส่วน ทำให้โคเฮนและทีมของเขาได้เห็นว่าเซลล์หัวใจทำงานอย่างไรในสิ่งมีชีวิตจริง ไม่ใช่แค่ในจานทดลองเท่านั้น สามารถเติมยาลงไปในน้ำที่ปลาว่ายเข้าไปเพื่อทดสอบพิษต่อหัวใจได้
การนำโปรตีนไปใส่ในปลาม้าลายเป็นวิธีที่ดีในการดูว่าเซลล์ทำงานร่วมกันในเนื้อเยื่อได้อย่างไร ไซมอน แอตกินสัน นักชีววิทยาด้านเซลล์จากโรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยอินเดียนาในอินเดียแนโพลิสกล่าว นักวิจัยอาจจำเป็นต้องปรับแต่งโปรตีนเพื่อทำให้พวกมันสว่างขึ้นเพื่อศึกษาหัวใจในหนู หนู หรือสัตว์ทดลองที่ไม่โปร่งใสอื่นๆ เขากล่าว
เซลล์หัวใจที่ออกแบบโดยScience NewsบนVimeo
เซลล์หัวใจที่ออกแบบแล้วจะกะพริบเป็นสีน้ำเงิน (บนสุด) เพื่อแสดงความเข้มข้นของแคลเซียมในเซลล์ มุมมองที่แตกต่างกันของเซลล์เดียวกัน (ด้านล่าง) บ่งชี้เมื่อเซลล์ได้รับสัญญาณไฟฟ้าที่จะเอาชนะ
เครดิต: A. Cohen / Harvard University
credit : รีวิวหนังไทย | คู่มือพ่อแม่มือใหม่ | แม่และเด็ก | เรื่องผี | แคคตัส กระบองเพชร
