Tonton Gumpalan Sel Ini Menjadi Embrio dalam Resolusi Tinggi

Ketika video di atas dimulai, gumpalan biru yang bergetar dan terlihat di bawah mikroskop resolusi tinggi ini tidak terlihat seperti banyak. Tetapi hanya dalam 26 detik Anda dan saya dapat menyaksikan sel-sel kecil gumpalan itu berlipat ganda, berinteraksi dan mengatur ke dalam sistem organ pertama dari embrio tikus hidup.
Kawah berlubang yang terbentuk di sebelah kiri akan memunculkan perut, pankreas, dan hati tikus. Garis putih sempit yang membentang di tengah gambar adalah notochord, atau tulang punggung awal. Dan wilayah yang berkontraksi di sisi paling kiri gambar adalah awal dari detak jantung.
Para peneliti di Janelia Research Campus dari Howard Hughes Medical Institute di Ashburn, Va., Membangun sebuah mikroskop baru yang dapat melacak asal-usul dan pergerakan sel-sel individu secara real-time, membuat sketsa peta virtual tentang bagaimana mamalia berkembang di dalam rahim.
Hasilnya, yang diterbitkan pada hari Kamis di jurnal Cell, dapat memiliki aplikasi penting untuk memahami bagaimana sistem organ terbentuk pada manusia juga, berpotensi membantu perawatan cacat lahir.
“Kami sebelumnya hanya terbatas pada snapshot pada waktunya, seperti membaca halaman acak yang diambil dari sebuah buku,” kata Kate McDole, seorang ahli biologi perkembangan dan salah satu penulis penelitian ini. “Tapi bagaimana organ sebenarnya terbentuk? Apa waktu, jaringan, dinamika yang terlibat? Anda hanya bisa mempelajarinya dengan melihatnya langsung. ”
“Pekerjaan ini mengisi semua celah dan menceritakan kisah yang lengkap,” tambah Dr. McDole.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Philipp Keller, seorang fisikawan dan ahli biologi, berangkat untuk mengatasi keterbatasan mikroskopi confocal, metode pencitraan tradisional yang menerangi seluruh spesimen untuk jangka waktu yang lama.
Metode itu terlalu keras untuk sel-sel embrionik halus tikus. “Pada dasarnya Anda menggunakan microwave,” kata Dr. McDole.
Mikroskop baru – kubus akrilik yang jernih dengan ruang pusat – memiliki dua kamera dan dua lembar cahaya setipis silau yang menerangi hanya sebagian kecil spesimen saat mengepul dalam cairan kaya nutrisi. Setiap beberapa milidetik, algoritme memperhitungkan perubahan posisi embrio, sudut di mana lembaran cahaya menyentuhnya, dan arah terbaik untuk menangkap gambar yang jelas.
Tim mengumpulkan hampir satu juta frame dari masing-masing embrio hidup dan menyusunnya, kata Dr. Keller.
Dengan menggunakan program pelacakan sel, mereka mengikuti setiap sel individu melalui jendela kritis 48 jam – dari enam setengah hari menjadi delapan setengah hari setelah pembuahan – di mana embrio tumbuh sekitar panjang biji wijen dan organ vitalnya mulai terbentuk.
Di bawah, sel-sel induk embrionik melipat bersama untuk membentuk hati tikus. Setiap titik putih adalah sel individual, bermigrasi untuk membuat atrium, membran endokardial (bentuk “X” yang muncul) dan akhirnya menjadi detak jantung.
Tim juga menciptakan detektor pembelahan sel untuk melacak kapan, di mana dan sel mana membelah, serta alat yang menggambarkan embrio tikus “rata-rata” virtual dengan menyelaraskan empat sampel. (Mereka menamakannya TARDIS setelah kendaraan yang mengangkut Dokter dan teman-temannya melalui ruang dan waktu di “Doctor Who.”)
Para ilmuwan tidak diizinkan untuk bereksperimen dengan embrio manusia. Tetapi dengan memvisualisasikan bagaimana organ terbentuk pada tikus, penelitian ini dapat membantu dokter menyelidiki masalah perkembangan di dalam rahim manusia.
Cacat lahir yang disebut spina bifida, misalnya, terjadi ketika sebagian dari tabung saraf janin gagal menutup dengan benar. Rekaman di bawah ini – diambil dari bagian bawah, dengan kepala di sebelah kiri dan ekor di sebelah kanan – menunjukkan tabung saraf menutup sebagaimana mestinya.
Saksikan saat dua garis menonjol yang membentang melintasi embrio bergabung bersama, dengan somit (kemudian, tulang rusuk) terbentuk di kedua sisi.
Para peneliti juga percaya bahwa, pada waktunya, mempelajari cetak biru yang bergerak dapat menginformasikan upaya para ilmuwan untuk menumbuhkan atau meregenerasi organ di laboratorium.
“Letakkan seikat sel punca di piring, buang bahan kimia dan ciptakan hal-hal yang terlihat seperti sel jantung. Tapi itu hanya memberi Anda blok bangunan, ”kata Dr. McDole. “Anda tidak bisa mengambil potongan-potongan rumah dan melemparkannya ke dalam tumpukan. Apa yang kami lakukan di sini benar-benar mencoba memahami bagaimana atapnya berlangsung. “

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *