به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، اطلس حاصل تعداد زیادی از فعل و انفعالات سلولی و مولکولی ناشناخته را نشان می‌دهد که تخمک گذاری را تحریک می‌کند، که برای باروری زنان بسیار مهم است. این یافته‌ها می‌تواند برای توسعه درمان‌های درمانی ناباروری بسیار مهم باشد. این تحقیق که در 22 ژانویه در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد، توسط ایوین دی ولامینک، دانشیار مهندسی زیست پزشکی در مهندسی کرنل، و یی رن، استادیار علوم دامی‌در کالج کشاورزی و علوم زیستی هدایت شد. نویسنده اصلی مقاله مدهاو مانتری، دکتری است که اکنون یک محقق فوق دکتری در دانشگاه استنفورد است.

پیش زمینه

دی ولامینک قبلاً از روش تصویربرداری، رونویسی فضایی و زمانی با وضوح بالا، برای بررسی کل طیف RNA در بافت‌های موش استفاده کرده بود، که نقش RNA گریزان را در بازسازی عضلات اسکلتی و میوکاردیت ویروسی نشان داد. رونویسی اساساً RNA را به نسخه‌های DNA تبدیل می‌کند که با بارکدهایی برچسب‌گذاری می‌شوند که موقعیت مکانی آن‌ها را ثبت می‌کنند، داده‌هایی که می‌توانند سپس به یک تصویر توالی شوند. در سال 2022، دی ولامینک در دومین سمپوزیوم ایمونولوژی بین دانشگاهی که رن در آن شرکت کرد، در مورد یافته‌های میوکاردیت سخنرانی کرد. او مجذوب رویکرد دی ولامینک شد و به این فکر کرد که آیا می‌توان آن را برای یکی از علایق اصلی او به کار برد، یعنی کشف مکانیسم‌های سلولی و مولکولی که تخمک‌گذاری را تنظیم می‌کنند.

سکوهای پرتاب

تخمک گذاری به هماهنگی دقیق بین سلول‌های زایای ماده به نام اووسیت و آزاد شدن آن‌ها از طریق پارگی فولیکول‌های تخمدان نیاز دارد که محیطی را برای رشد و بلوغ تخمک‌ها فراهم می‌کند. در موش‌ها، این پارگی هر چهار تا پنج روز اتفاق می‌افتد. در زنان، تقریباً هر چهار هفته یکبار است. تخمک‌ها پس از خروج از تخمدان به سرعت منقضی می‌شوند، بنابراین زمان رهاسازی آن‌ها بسیار مهم است. رن گفت: " فولیکول‌های تخمدان مانند سکوهای پرتاب هستند و تخمدان مانند کنترل زمین است. آن‌ها با هم تخمک‌ها را برای لقاح در زمان و مکان مناسب آماده می‌کنند. همه انواع سلول‌های مختلف در تخمدان باید از طریق یک شبکه اجتماعی به طرز شگفت انگیزی پیچیده و پویا که شامل ارتباطات پیچیده بین همه سلول‌ها است، با هم کار کنند. این قدرت فناوری ایوین است. وضوح بالا را هم در زمان و هم در مکان ترکیب می‌کند. بنابراین این دو، واقعا ماهیت تخمک گذاری را به تصویر می‌کشد."

کشف یک فرآیند جدید

در سال‌های پس از مطالعه میوکاردیت دی ولامینک ، وضوح فضایی ترانس کریپتومیکس به طور قابل توجهی بهبود یافته است، از 100 میکرومتر به 10 میکرون در هر پیکسل - یک افزایش ده برابری که منجر به وضوح تقریباً تک سلولی شده است. با این حال، طرف دیگر به دست آوردن داده‌های بسیار این است که تجزیه همه آن‌ها دلهره آور است. دی ولامینک گفت: "ما حدود 10 تصویر داشتیم و 10 ماه خوب را صرف ساختن آن‌ها کردیم." برای هر تصویر، محققان صدها میلیون مولکول DNA را توالی یابی کردند، سپس آن‌ها را به ماتریسی از بیان ژن ترجمه کردند. هر پیکسل حاوی سطح بیان همه 22000 ژن کد کننده پروتئین در ژنوم موش بود. گام بعدی ضرب آن در تقریباً 100000 پیکسل بود. و این تنها آغاز بود. دی ولامینک گفت: "شما باید این داده‌ها را به یافته‌های بیولوژیکی تبدیل کنید، به الگوهای زمانی نگاه کنید، حالات سلولی تخصصی را کشف کنید و غیره. این فقط مانند یک تصویر میکروسکوپی معمولی نیست که در آن تصویر را داشته باشید، و بس، شما آنچه را که می‌بینید می‌بینید." در میان یافته‌ها، اطلس نشان می‌دهد که تقریباً یک ساعت قبل از رها شدن تخمک، فولیکول‌ها تحت یک لایه انتخابی اضافی قرار می‌گیرند تا مشخص شود کدام یک تخمک‌گذاری می‌کنند. این فرآیند حاد قبلاً هرگز شناسایی نشده بود، و هنگامی‌که به اشتباه پیش می‌رود، ممکن است منجر به کاهش نرخ تخمک‌گذاری شود و باروری را مختل کند.

نقش مهم این اطلس

محققان همچنین توانستند نشانگرهای تمایز اولیه را که مسیرهای متفاوتی را که سلول‌ها در تخمدان طی می‌کنند، تشخیص دهند. در واقع، اطلس برنامه‌های کنترل سلولی و مولکولی پویا را در مراحل اولیه و بسیار اواخر تخمک‌گذاری ثبت می‌کند. دی ولامینک گفت: " این نوع اطلس جزئیات بسیار بیشتری در مورد مکان و زمان وقوع همه تغییرات مولکولی در تخمدان ارائه می‌دهد، جزئیاتی که به سختی می‌توان با استفاده از روش‌های دیگر به دست آورد. بنابراین ممکن است الهام‌بخش مداخلات جدیدی باشد که مولکول‌های خاصی را هدف قرار می‌دهند که ما شناسایی می‌کنیم، برای مثال، ژن‌های خاصی که برای مدیریت باروری مهم هستند." اکنون دی ولامینک و رن که هر دو عضو هیئت علمی مرکز علوم باروری کورنل هستند، قصد دارند همکاری خود را برای بررسی مشکلات باروری و تخمک گذاری مرتبط با چاقی و پیری باروری گسترش دهند. محققان خاطرنشان کردند که تنها در ایالات متحده، بیش از 10 درصد موارد ناباروری ناشی از نارسایی تخمک گذاری است، مشکلی که با افزایش چاقی و سن مادر تشدید می‌شود. دی ولامینک گفت: "علاقه فزاینده‌ای در کرنل به این نوع مشکلات وجود دارد، جایی که ما می‌توانیم از اصول مهندسی پیشرفته برای پزشکی تولید مثل استفاده کنیم، حوزه‌ای که در آن ابزارهای پیشرفته به اندازه برخی زمینه‌های دیگر به عنوان مثال، مانند بیولوژی سرطان، استفاده نمی‌شوند."

پایان مطلب./