మానవ మెదడు కణజాలంతో ఎలుకలను రూపొందించిన శాస్త్రవేత్తలు
మానవ మెదడు కణజాలం పెరిగిన ఎలుకలను శాస్త్రవేత్తలు రూపొందించారు. కార్టెక్స్, హిప్పోకాంపస్ కణాలు అభివృద్ధి దశలోనే నశించేలా ఎలుకలను జన్యుపరంగా మార్చి, ఖాళీ స్థానంలో మానవ కార్టికల్ ఆర్గనాయిడ్లను అమర్చారు. మార్పిడి తర్వాత మూడు నెలలకు ఎలుక కార్టికల్ కణజాలంలో సుమారు 92 శాతం మానవ కణజాలమేనని తేలింది. స్టాన్‌ఫోర్డ్ న్యూరోసైంటిస్ట్ సెర్జియు పాస్కా నేతృత్వంలోని ఈ అధ్యయనం సెప్టెంబర్ 16న నేచర్‌లో ప్రచురితమైంది. ఎలుకలకు మానవ తరహా ఆలోచన లేదా స్పృహ ఉన్నట్టు ఎలాంటి ఆధారం లేదని పరిశోధకులు స్పష్టం చేశారు.
మూలం
Hindustan Times — India · అసలు వార్త చదవండి ↗
డెస్క్ తనిఖీ · మూలంతో సరిపోల్చాం
డెస్క్ తనిఖీ చేసినవి (5)
- Human tissue made up about 92% of the mice's cortical tissue by volume three months after transplantation — Figure appears in the source text; attributed to the described study, no independent verification possible here.
- The study was led by Stanford neuroscientist Sergiu Pasca and published in Nature on September 16 — Attributed in source to a named researcher and journal with a date; year not specified in the text.
- Mice were genetically engineered so cells forming the cortex and hippocampus died during development, making room for human organoids — Described as the study method in the source; attributed to the researchers.
- Grafted mice performed better than mice with missing brain regions on a Y-maze memory test — Stated in source, which also notes further experiments are needed to confirm the role of human cells.
- Pasca said repeating the experiment in a primate would cross a clear red line for him — Attributed in source to remarks made to MIT Technology Review; wording is paraphrase, not direct quote.
విశ్లేషకుల అభిప్రాయం అభిప్రాయం
ఇది జీవశాస్త్రాన్ని ఒక 'ప్లాట్‌ఫామ్ టెక్నాలజీ'గా మార్చే దిశలో వచ్చిన ఒక ఇంజినీరింగ్ పరిణామం — కణాలను పెంచడం కాదు, వాటికి పెరగడానికి స్థలాన్ని ఇంజినీరింగ్ చేయడం ఇక్కడ కీలక ఆవిష్కరణ. యమనాకా స్టెమ్ సెల్ రీప్రోగ్రామింగ్ (2006-07), లాంకాస్టర్ ఆర్గనాయిడ్లు (2013), 2022లో పాస్కా బృందం ఎలుకల్లో చేసిన మార్పిడి — ఈ వరుసలో ఇది తదుపరి మెట్టు. కార్టెక్స్, హిప్పోకాంపస్ కణాలు అభివృద్ధి దశలోనే నశించేలా జన్యుమార్పు చేసి, ఖాళీలో మానవ ఆర్గనాయిడ్లను అమర్చడం వల్ల మూడు నెలల్లో కార్టికల్ కణజాలంలో సుమారు 92 శాతం మానవ కణజాలం ఏర్పడింది.
- సాంకేతికంగా అసలు ముందడుగు 'పోటీని తొలగించడం' — వేగంగా పెరిగే జంతు కణాలు స్థలాన్ని ఆక్రమించే సమస్యను ఈ డిజైన్ దాటింది.
- ప్రయోగశాల డిష్‌లోని ఆర్గనాయిడ్లకు రక్తప్రసరణ, శరీర సంబంధిత సంకేతాలు లేవు; జంతువులో అమర్చడం ద్వారా ఆ పరిమితిని అధిగమించే మార్గం కనిపిస్తోంది.
- మనుషులపై చేయడం అనైతికమైన మెదడు గాయం, అభివృద్ధి సంబంధిత అధ్యయనాలకు ఇది ఒక పరిశోధన వేదిక కావచ్చు; ఔషధ పరీక్షలకు కూడా ఉపయోగపడవచ్చని కథనం సూచిస్తోంది.
- రోగి చర్మ కణాల నుంచి స్టెమ్ సెల్స్, అక్కడి నుంచి నరకణాలు — ఈ గొలుసు వ్యక్తిగతీకరించిన న్యూరో-మాడలింగ్ వైపు సాగుతోంది, కానీ ఇది ఇంకా ప్రయోగశాల దశ.
- నైతిక హద్దు కూడా ఈ సాంకేతికతతోపాటే పెరుగుతోంది — ప్రైమేట్లలో ఇదే ప్రయోగం తనకు స్పష్టమైన 'రెడ్ లైన్' అని పాస్కా చెప్పారని కథనం పేర్కొంది.
గమనించాల్సినవి — ఈ మానవ కణజాలం మరింత పరిణతి చెంది, ఎక్కువ కనెక్షన్లు ఏర్పరిస్తే జంతువు ప్రవర్తనలో ఏ మార్పులు వస్తాయో, దానికి అనుగుణంగా పరిశోధనా నియంత్రణలు ఎలా రూపుదిద్దుకుంటాయో గమనించాలి.
ఎలుకలకు మానవ తరహా ఆలోచన లేదా స్పృహ ఉన్నట్టు ఈ అధ్యయనం ఏమీ చూపలేదు; మెమొరీ పరీక్షలో మెరుగుదల ఎంతవరకు మార్పిడి చేసిన మానవ నరకణాల వల్లే అన్నది కూడా ఇంకా నిర్ధారణ కాలేదు.
లోతైన విశ్లేషణ
పరిశోధన సంక్షిప్తం · 8 ముఖ్యాంశాలు · 5 తేదీలు · పరీక్షలకు ఉపయోగంసంక్షిప్తం
నేపథ్యం
మానవ మెదడు అభివృద్ధిని, గాయాలను ప్రత్యక్షంగా అధ్యయనం చేయడం నైతికంగా, సాంకేతికంగా కష్టం. దీనికి ప్రత్యామ్నాయంగా శాస్త్రవేత్తలు మనిషి చర్మ కణాలను స్టెమ్ కణాలుగా మార్చి, ల్యాబ్‌లో 'బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్స్' (మినీబ్రెయిన్స్) పెంచుతున్నారు. తాజాగా స్టాన్‌ఫోర్డ్ న్యూరోసైంటిస్ట్ సెర్జియు పాస్కా బృందం, కార్టెక్స్ మరియు హిప్పోకాంపస్ కణాలు అభివృద్ధి దశలోనే నశించేలా జన్యుపరంగా మార్చిన ఎలుకల మెదడులో ఖాళీ చేసి, అక్కడ మానవ కార్టికల్ ఆర్గనాయిడ్లను అమర్చారు. ఈ అధ్యయనం సెప్టెంబర్ 16న నేచర్ పత్రికలో ప్రచురితమైంది.
ముఖ్యాంశాలు
- మార్పిడి జరిగిన మూడు నెలల తర్వాత ఎలుక కార్టికల్ కణజాలంలో ఘనపరిమాణం ప్రకారం సుమారు 92 శాతం మానవ కణజాలమే ఉంది.
- అధ్యయనానికి స్టాన్‌ఫోర్డ్ న్యూరోసైంటిస్ట్ సెర్జియు పాస్కా నేతృత్వం వహించారు; ఇది సెప్టెంబర్ 16న నేచర్‌లో ప్రచురితమైంది.
- మానవ నాడీ కణాల ఫైబర్లు ఎలుక మెదడులోకి, వెన్నుపాము వరకు విస్తరించాయి.
- సాధారణ మెదడు ఘనపరిమాణంలో సుమారు సగం లేకపోయినా, ప్రత్యేక సంరక్షణతో ఎలుకలు బతికి కదలగలిగాయి.
- Y ఆకార మేజ్ పరీక్షలో మెదడు భాగాలు లేని ఎలుకలు యాదృచ్ఛిక స్థాయిని దాటలేకపోయాయి; మానవ గ్రాఫ్ట్ పొందినవి కంట్రోల్ ఎలుకల్లా మెరుగ్గా చేశాయి.
- తక్కువ ఆక్సిజన్‌కు గురిచేసినప్పుడు మానవ గ్రాఫ్ట్‌లలో గాయ సంకేతాలు కనిపించాయి; ఆ ఎలుకలు మూడు లేదా నాలుగు పాదాలపై బరువు మోపే సమయం పెంచాయి.
- 2006లో షిన్యా యమనాకా బృందం పరిణతి చెందిన ఎలుక కణాలను స్టెమ్ కణాలుగా రీప్రోగ్రామ్ చేసింది; 2007లో మానవ కణాలతో అదే సాధించింది.
- 2013లో మేడ్‌లిన్ లాంకాస్టర్ బృందం స్టెమ్ కణాల నుంచి త్రిమితీయ బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్లను పెంచింది.
కాలక్రమం
- 2006షిన్యా యమనాకా బృందం పరిణతి చెందిన ఎలుక కణాలను స్టెమ్ కణాలుగా రీప్రోగ్రామ్ చేసి చూపింది.
- 2007అదే బృందం మానవ కణాలతో ఈ రీప్రోగ్రామింగ్‌ను సాధించింది.
- 2013మేడ్‌లిన్ లాంకాస్టర్, సహచరులు అభివృద్ధి చెందుతున్న మానవ మెదడు లక్షణాలున్న త్రిమితీయ బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్లను పెంచారు.
- 2022పాస్కా బృందం మానవ మెదడు ఆర్గనాయిడ్లను నవజాత ఎలుకల (rats)లో అమర్చింది; మీసాలు తాకినప్పుడు మానవ కణాలు స్పందించాయి.
- సెప్టెంబర్ 16 (తాజా అధ్యయనం)జన్యుపరంగా మార్చిన మైస్‌లో మానవ కార్టికల్ ఆర్గనాయిడ్ మార్పిడి ఫలితాలు నేచర్‌లో ప్రచురితం.
ఎవరికి సంబంధం
- సెర్జియు పాస్కా, స్టాన్‌ఫోర్డ్ పరిశోధన బృందం — మానవ మెదడు అభివృద్ధి, గాయాలను అధ్యయనం చేసే నూతన నమూనాను రూపొందించడం; నైతిక హద్దులు నిర్దేశించడం.
- నాడీ సంబంధ వ్యాధుల రోగులు — మెదడు అభివృద్ధి లోపాలు, గాయాలకు చికిత్సలను పరీక్షించే అవకాశం భవిష్యత్తులో లభించవచ్చు.
- ప్రయోగశాల జంతువులు (ఎలుకలు) — సగం మెదడు ఘనపరిమాణం లేకుండా, ప్రత్యేక సంరక్షణతో జీవించడం; సంక్షేమ ప్రశ్నలు.
- నైతిక నియంత్రణ సంస్థలు, శాస్త్ర సమాజం — మనిషికి దగ్గరి జంతువుల్లో మానవ మెదడు కణజాలం అమర్చే ప్రయోగాలపై హద్దులు నిర్ణయించాల్సిన బాధ్యత.
- నేచర్ పత్రిక, MIT Technology Review — ఫలితాల ప్రచురణ, నైతిక చర్చను ప్రజల ముందుకు తీసుకురావడం.
ఎందుకు ముఖ్యం
మనుషులలో చేయలేని ప్రయోగాలను జీవించి ఉన్న మానవ మెదడు కణజాలంపై చేసి, అదే సమయంలో జంతువు ప్రవర్తనలో మార్పులను గమనించే అవకాశం ఈ నమూనా ఇస్తుంది; ఇది భవిష్యత్తులో చికిత్సల పరీక్షకు దారితీయవచ్చు. అదే సమయంలో, కణజాలం మరింత పరిణతి చెంది ఎక్కువ అనుసంధానాలు ఏర్పడితే జంతు సంక్షేమం, స్పృహపై నైతిక ప్రశ్నలు తీవ్రమవుతాయి. పాస్కా ప్రకారం ప్రైమేట్‌లో ఈ ప్రయోగం పునరావృతం చేయడం స్పష్టమైన 'రెడ్ లైన్' దాటడమే.
UPSC కోణం
ప్రిలిమ్స్ సూచనలు
- తాజా అధ్యయనం: నేచర్, సెప్టెంబర్ 16; నాయకత్వం సెర్జియు పాస్కా (స్టాన్‌ఫోర్డ్).
- మార్పిడి తర్వాత 3 నెలలకు ఎలుక కార్టికల్ కణజాలంలో ~92% మానవ కణజాలం.
- కార్టెక్స్ = సమాచార ప్రాసెసింగ్‌కు సహాయపడే మెదడు వెలుపలి భాగం; హిప్పోకాంపస్ = జ్ఞాపకశక్తికి సంబంధించినది.
- 2006/2007: షిన్యా యమనాకా — పరిణతి కణాలను స్టెమ్ కణాలుగా రీప్రోగ్రామింగ్.
- 2013: మేడ్‌లిన్ లాంకాస్టర్ — మొదటి బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్స్ ('మినీబ్రెయిన్స్').
- 2022: పాస్కా బృందం నవజాత ర్యాట్స్‌లో మానవ ఆర్గనాయిడ్ మార్పిడి; మీసాల స్పర్శకు స్పందన.
మెయిన్స్ కోణం
మానవ మెదడు అభివృద్ధిలో సూక్ష్మ మార్పులు ఆలోచన, భావోద్వేగం, ప్రవర్తనను ప్రభావితం చేసి నాడీ వ్యాధులకు దారితీయవచ్చు, కానీ జీవించి ఉన్న మానవ మెదడులో కణం-కణం స్థాయిలో దీన్ని అధ్యయనం చేయడం అసాధ్యం. ఈ శూన్యాన్ని పూరించడానికి యమనాకా (2006-07) రీప్రోగ్రామింగ్, లాంకాస్టర్ (2013) ఆర్గనాయిడ్లు మార్గం చూపాయి; కానీ డిష్‌లోని ఆర్గనాయిడ్లకు రక్త సరఫరా, శరీరంలోని అనుసంధానాలు లేకపోవడం పరిమితి. 2022లో ర్యాట్స్‌లో మార్పిడి చేసినప్పుడు వేగంగా పెరిగే ర్యాట్ కణాలు స్థలాన్ని ఆక్రమించడం సమస్యగా మారింది; కాబట్టి తాజా అధ్యయనంలో జన్యు మార్పు ద్వారా కార్టెక్స్, హిప్పోకాంపస్ కణాలను నశించేలా చేసి ముందుగా స్థలం కల్పించారు. ఫలితంగా ~92% మానవ కార్టికల్ కణజాలం, మెరుగైన మేజ్ జ్ఞాపక పనితీరు, తక్కువ ఆక్సిజన్‌లో గాయ-ప్రవర్తన మార్పులు నమోదయ్యాయి. ముందుకు వెళ్లే మార్గం: ఏ ప్రవర్తనలు మానవ కణాలపై ఆధారపడతాయో నిర్ధారించే అదనపు ప్రయోగాలు, కణజాల పరిణతి పెరిగే కొలది జంతు సంక్షేమ మదింపు, మరియు మనిషికి దగ్గరి ప్రైమేట్లలో ఇలాంటి ప్రయోగాలపై స్పష్టమైన నైతిక హద్దులు.
కీలక పదాలు
- బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్ ('మినీబ్రెయిన్')
- స్టెమ్ కణాల నుంచి పెంచిన చిన్న త్రిమితీయ కణజాల సమూహం; అభివృద్ధి చెందుతున్న మానవ మెదడు లక్షణాలు కలిగినా పూర్తి మెదడు కాదు.
- కార్టెక్స్
- మెదడు వెలుపలి భాగం; సమాచార ప్రాసెసింగ్‌కు సహాయపడుతుంది.
- హిప్పోకాంపస్
- గ్రహణశక్తి, జ్ఞాపకశక్తికి సంబంధించిన మెదడు భాగం.
- స్టెమ్ కణాల రీప్రోగ్రామింగ్
- పరిణతి చెందిన కణాలను (ఉదా. చర్మ కణాలు) వివిధ కణాలుగా మారగల స్టెమ్ కణాలుగా మార్చే పద్ధతి — యమనాకా 2006/2007.
- Y-మేజ్ పరీక్ష
- ఇటీవల వెళ్లిన దారిని గుర్తుంచుకోవడాన్ని కొలిచే జ్ఞాపకశక్తి ప్రయోగం.
- గ్రాఫ్ట్ (మార్పిడి కణజాలం)
- జంతువు మెదడులో అమర్చిన మానవ కార్టికల్ ఆర్గనాయిడ్ కణజాలం.
ప్రాక్టీస్ ప్రశ్నలు
- మానవ మెదడు ఆర్గనాయిడ్లను జంతువుల్లో మార్పిడి చేయడం వల్ల కలిగే శాస్త్రీయ ప్రయోజనాలను, నైతిక సమస్యలను చర్చించండి.
- డిష్‌లో పెంచే బ్రెయిన్ ఆర్గనాయిడ్ల పరిమితులు ఏమిటి? జంతువుల్లో మార్పిడి ఆ పరిమితులను ఎలా అధిగమిస్తుంది?
- స్టెమ్ కణ రీప్రోగ్రామింగ్ (2006-07) నుంచి తాజా నేచర్ అధ్యయనం వరకు మానవ మెదడు నమూనాల పరిణామ క్రమాన్ని వివరించండి.
మూల వార్త ఆధారంగానే రాసినవి — సంఖ్యలు, తేదీలు మూలం చెప్పినవే, ఊహించినవి కావు.