محققان استخراج RNA را از برش های ریه با برش دقیق بهبود می بخشند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Andrew Zinin

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

برش های دقیق ریه به محققان اجازه می دهد تا بافت زنده ریه انسان را در خارج از بدن مطالعه کنند و انواع مختلف سلول ها و ساختارهای تشکیل دهنده اندام را حفظ کنند. اما ماده ای که به دانشمندان در ایجاد این برش ها کمک می کند، می تواند مطالعه فعالیت ژنتیکی درون آنها را نیز دشوار کند.

محققان دانشکده پزشکی ییل (YSM) دو رویکرد را برای حل این مشکل توسعه داده‌اند، افزایش مقدار و یکپارچگی RNA که می‌تواند از برش‌های ریه برش دقیق یا PCLS بازیابی شود. در مطالعه‌ای که در مجله آمریکایی سلول‌های تنفسی و زیست‌شناسی مولکولی منتشر شد، محققان نشان دادند که چگونه اصلاح فرآیند استخراج RNA می‌تواند بر تداخل آگارز باقی‌مانده، ماده ژل‌مانندی که برای آماده‌سازی برش‌های ریه نیاز است، غلبه کند.

برای ایجاد PCLS، محققان ریه‌های اهدایی انسان را با آگارز باد می‌کنند تا حمایت ساختاری کافی برای برش بافت‌های نرم و متخلخل را به برش‌های نازک فراهم کنند. نمونه‌های به‌دست‌آمده انواع مختلفی از سلول‌ها و ساختارهای ریه را حفظ می‌کنند و به محققان این امکان را می‌دهند تا نحوه تعامل سلول‌ها و پاسخ به درمان‌های تجربی را بررسی کنند.

Reina Rangel، نویسنده اول، یکی از همکاران تحقیقاتی در بخش YSM از ریه، مراقبت‌های حیاتی و پزشکی خواب می‌گوید: «این واقعیت که انواع سلول‌های مختلف در بافت وجود دارد واقعا برای مطالعه نحوه تعامل و واکنش سلول‌ها به یکدیگر مفید است، زیرا سلول‌های درون اندام‌های ما برای برقراری ارتباط با یکدیگر ساخته شده‌اند. "این چیزی است که PCLS به ما اجازه می دهد مطالعه کنیم."

اما آگاروز به محققان پیشنهاد می دهد.

Rangel می گوید: "آگارز بسیار مفید است زیرا ما را قادر می سازد PCLS را در وهله اول قطع کنیم." اما این به مانعی تبدیل می شود که ما را از انجام برخی کارهای پایین دستی باز می دارد.»

به طور خاص، آگارز باقیمانده می تواند با استخراج RNA، مولکول هایی که محققان برای درک بیان ژن تجزیه و تحلیل می کنند، تداخل ایجاد کند. استخراج مرسوم مقادیر RNA را کمتر از آستانه تشخیص مطالعه و یکپارچگی RNA قابل ملاحظه‌ای پایین‌تر نسبت به هر یک از روش‌های جایگزینی که محققان آزمایش کردند، تولید کرد.

Rangel با در نظر گرفتن منشا بیولوژیکی آگاروز به این مشکل نزدیک شد. از آنجایی که آگارز یک پلی ساکارید مشتق شده از جلبک دریایی است، او به این فکر کرد که آیا ابزارهای طراحی شده برای استخراج RNA از بافت های گیاهی، که حاوی کربوهیدرات های پیچیده نیز هستند، می توانند برای نمونه های ریه کار کنند.

Rangel می گوید: «من بیشتر شبیه یک زیست شناس به آن فکر می کردم. آگارز از جلبک دریایی می آید، بنابراین فکر کردم شاید استفاده از کیت گیاهی برای استخراج RNA می تواند کمک کند.»

در حالی که Rangel رویکرد مبتنی بر گیاه را دنبال می‌کرد، دانشمند محقق، دکتر Joan Marti-Munoz، آخرین و نویسنده مرتبط این مطالعه، به دنبال راهی برای حذف آگارز قبل از استخراج RNA بود.

Marti-Munoz یک بافر حل کننده آگارز را که معمولا برای خالص سازی اسیدهای نوکلئیک در الکتروفورز ژل استفاده می شود، استفاده کرد. هر دو روش بازیابی RNA را بهبود بخشیدند، با روش انحلال آگارز که بالاترین بازده و یکپارچگی RNA را ایجاد کرد.

Marti-Munoz می گوید: «من قبل از استخراج RNA به دنبال راهی برای حل آگارز در PCLS بودم و متوجه شدم که بافری که به طور معمول در الکتروفورز ژل استفاده می شود، به خوبی کار می کند.

برای تیم، یکی از مهم ترین پیشرفت ها قابلیت اطمینان بود. پیش از این، محققان می توانستند چندین برش ریه را برای تجزیه و تحلیل RNA کنار بگذارند، اما برخی از آنها را از دست دادند زیرا استخراج شکست خورد.

Rangel می‌گوید: «اکنون، هنگامی که آزمایش‌های خود را طراحی می‌کنیم، می‌توانیم بگوییم: «می‌خواهیم پنج نمونه برای استخراج RNA بیرون برود» و در واقع پنج نمونه RNA دریافت خواهیم کرد.

RNA دست نخورده قابل اعتمادتر به محققان اجازه می دهد تا از PCLS برای آنالیزهای پیچیده مانند توالی یابی RNA استفاده کنند و در عین حال نحوه واکنش بافت یک اهداکننده انسانی را به درمان های تجربی مختلف مقایسه کنند. این می تواند به ویژه برای مطالعه فیبروز ریوی و ارزیابی درمان های بالقوه مفید باشد.

Marti-Munoz می گوید: «به دست آوردن RNA با کیفیت بالا برای مطالعات معنی دار بیان ژن ضروری است و روش ما به محققان کمک می کند تا به این هدف دست یابند.

با بررسی تغییرات در بیان ژن، محققان می توانند نحوه واکنش بافت ریه به داروهای آزمایشی را بهتر درک کنند. برای بیماری هایی مانند فیبروز ریوی، که باعث ایجاد اسکار در ریه ها می شود، این تجزیه و تحلیل ها می تواند به دانشمندان کمک کند تا ارزیابی کنند که آیا درمان های بالقوه اثرات مورد نظر خود را دارند یا خیر.

Rangel می‌گوید: «بافت انسانی برای تحقیقات ما ارزشمند است، زیرا وقتی داروها را طراحی می‌کنیم، می‌خواهیم آن‌ها در افراد کار کنند. برش‌های ریه با برش دقیق شما را قادر می‌سازد تا چندین نمونه از یک فرد مشابه داشته باشید و ابزارهای بهتری را در اختیار محققان قرار دهد تا به سؤالاتی که فکر می‌کنیم بسیار مهم هستند پاسخ دهند.»

Reina Rangel و همکاران، روش‌های استخراج RNA اصلاح‌شده برای از بین بردن ناخالصی‌های آگارز در برش‌های ریه با برش دقیق انسان، مجله آمریکایی سلول‌های تنفسی و زیست‌شناسی مولکولی (2026). DOI: 10.1093/ajrcmb/aanag164

اطلاعات مجله: American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →