กล้องจุลทรรศน์ใหม่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเข้าไปในกระบวนการลึกลับของการพัฒนาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้
กล้องจุลทรรศน์ใหม่ช่วยให้นักวิจัยมีมุมมองที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับวิธีการสร้างสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สล็อตแตกง่าย ทีละเซลล์
กล้องจุลทรรศน์แบบแผ่นแสงใช้ลำแสงเลเซอร์แบบบางเฉียบเพื่อให้แสงสว่างในส่วนของชิ้นงานทดสอบ ในขณะที่กล้องบันทึกส่วนที่สว่างขึ้นเหล่านั้น การทำซ้ำก่อนหน้านี้ของอุปกรณ์ได้จับภาพที่มีรายละเอียดของปลาม้าลายที่มีชีวิตและตัวอ่อนแมลงวันผลไม้ในขณะที่พวกมันพัฒนา Kate McDole นักชีววิทยาด้านพัฒนาการที่ Janelia Research Campus ของ Howard Hughes Medical Institute ในเมือง Ashburn รัฐเวอร์จิเนีย และเพื่อนร่วมงานได้ใช้เวอร์ชันใหม่และปรับปรุงเพื่อติดตามการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น นั่นคือเมาส์
อัลกอริธึมในกล้องจุลทรรศน์ติดตามตัวอ่อนของเมาส์อายุ 6 วันในแบบเรียลไทม์เป็นเวลาประมาณสองวัน ทำให้อุปกรณ์มุ่งเน้นไปที่กลุ่มเซลล์เมื่อโตขึ้น ชุดโปรแกรมคอมพิวเตอร์ใช้ข้อมูล — ประมาณหนึ่งล้านภาพต่อตัวอ่อน — เพื่อทำแผนที่ประวัติชีวิตของตัวอ่อนแต่ละเซลล์ทุกเซลล์ ทีมงานรายงานวันที่ 11 ตุลาคมในเซลล์ ผลลัพธ์: มุมมองอันตระการตาของอวัยวะของเมาส์ที่มีรูปร่าง
เมื่อตัวอ่อนขยายขนาดอย่างรวดเร็ว ลำไส้จะเริ่มก่อตัวเมื่อส่วนหนึ่งของตัวอ่อนยุบตัวเป็นรูเหมือนปล่องภูเขาไฟ และโครงสร้างที่ก่อตัวเป็นสมองและไขสันหลังในที่สุด เรียกว่าท่อประสาท ดูเหมือนดาวหางพุ่งข้ามท้องฟ้ายามค่ำคืน นักวิจัยยังได้จับจังหวะการเต้นของหัวใจครั้งแรกของเซลล์หัวใจ
“นี่เป็นกระบวนการที่ไม่มีใครสามารถรับชมได้มาก่อน” McDole กล่าว การได้เห็นรูปร่างลำไส้ในไม่กี่นาทีนั้นช่างน่าทึ่ง “เราไม่เคยคาดหวังว่ามันจะเร็วหรือดราม่าขนาดนั้น ไม่ใช่ว่าคุณสามารถ Google สิ่งเหล่านี้ได้”
เทคโนโลยีการถ่ายภาพดังกล่าวอาจช่วยไขปริศนาที่มีมาช้านาน:
วิธีที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมพัฒนาจากเซลล์เดียวไปเป็นเอ็มบริโอหลายเซลล์ที่ก่อตัวเต็มที่ ข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญต่อนักวิทยาศาสตร์ที่พยายามจะพัฒนาอวัยวะของมนุษย์ ( SN: 3/6/04, p. 155 ) หรือแก้ไขข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นในตัวอ่อนระหว่างตั้งครรภ์ McDole กล่าว
“ถ้าคุณเอาวัสดุก่อสร้างทั้งหมดสำหรับบ้านแล้วโยนทิ้งในกอง คุณจะไม่ได้บ้านอย่างอัศจรรย์ ผู้รับเหมาใช้แผนในการสร้างบ้าน” เธอกล่าว เช่นเดียวกับสุขภาพของมนุษย์ เธอกล่าว ดังนั้น “การได้เห็นว่าตัวอ่อนสร้างอวัยวะอย่างไรจึงเป็นก้าวย่างที่ยิ่งใหญ่”
หากผิวของคุณเริ่มคลานเมื่อนึกถึงแขกที่ไม่ได้รับเชิญเหล่านี้ก็อย่าสิ้นหวัง Dunn พบว่าส่วนใหญ่ไม่มีอันตรายหรือแม้กระทั่งเป็นประโยชน์ ด้วยเหตุนี้ เขาจึงไม่เพียงแต่ระบุว่าใครอยู่ที่นั่น แต่ยังถามว่าพวกเขากำลังทำอะไรอยู่ที่นั่น และหากพวกเขาอาจมีประโยชน์ในทางใดทางหนึ่ง
บางคนมีศักยภาพ เขาเรียนรู้ แม้แต่คริกเก็ตอูฐ เมื่อพิจารณาจากนิเวศวิทยาของแมลง จิ้งหรีดอูฐมักอาศัยอยู่ในถ้ำที่อาหารหายากและย่อยยาก ดันน์ให้เหตุผลว่าแบคทีเรียในลำไส้ของจิ้งหรีดอาจช่วยให้เศษซากของจิ้งหรีดสลายได้ และที่จริงแล้ว เขาและเพื่อนร่วมงานได้ระบุแบคทีเรียจากจิ้งหรีดอูฐที่อาจทำลายของเสียจากอุตสาหกรรมได้ ใครจะรู้ว่าความสามารถอะไรอยู่ในปลาเงินหรือแมลงวัน
เมื่อมองผ่านสายตาที่อยากรู้อยากเห็นของ Dunn บ้านจะไม่ใช่แค่ห้องชุด แต่เป็นที่อยู่อาศัยต่างๆ ให้สำรวจ การเขียนและการวิจัยของเขาทำให้เรารู้สึกซาบซึ้งในสิ่งที่เราหลายคนมองว่าเป็นศัตรูพืช
Dunn กล่าวโดยส่วนใหญ่ การต่อสู้เพื่อฆ่าเชื้อในบ้านของเราเป็นสิ่งที่อันตรายจริงๆ น้ำประปาที่มีคลอรีนสามารถฆ่าแบคทีเรีย “ดี” จำนวนมากเพื่อประโยชน์ของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย และความพยายามของเราในการกำจัดแมลงสาบเยอรมันได้ให้บริการเพื่อสร้างแบคทีเรียที่ฆ่าได้ยากกว่าเท่านั้น
แทนที่จะพยายามปิดทุกอย่าง ดันน์กล่าวว่า เราควรต้อนรับธรรมชาติเล็กน้อยเข้ามาในบ้านของเรา เปิดหน้าต่างและเพลิดเพลินกับความอุดมสมบูรณ์ของชีวิต
การบินไปข้างหน้านั้นยากพอ แต่การบินไปที่ไหนสักแห่งแค่โฮเวอร์นั้นยากกว่ามาก ค้างคาวและนกส่วนใหญ่สามารถจัดการได้เพียงไม่กี่วินาทีที่คลั่งไคล้
David Lentink วิศวกรการบินและอวกาศและนักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าวว่าการโฮเวอร์หมายถึงการสูญเสียทางลัดตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่มีประโยชน์ ขณะที่ค้างคาวหรือนกบินไปข้างหน้า การเคลื่อนไหวของร่างกายจะส่งอากาศไปรอบๆ ปีกและให้ลิฟต์ราคาถูก สำหรับสัตว์ขนาดเท่าค้างคาวและนก นั่นช่วยได้มาก หากปราศจากแรงกระตุ้นดังกล่าว “คุณจะต้องเคลื่อนอากาศทั้งหมดเหนือปีกของคุณด้วยการขยับปีกด้วยปีกของคุณ” เขากล่าว พลังงานต่อวินาทีที่คุณใช้เพื่อให้อยู่กับที่โดยกระพือปีกไปมาเหมือนนกฮัมมิงเบิร์ด “มหาศาล” สล็อตแตกง่าย
