Οι βιολόγοι αναζητούν νέους οργανισμούς μοντέλου

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Από τότε που ήταν φοιτητής στα τέλη του 19ου αιώνα, ο ζωολόγος του Πανεπιστημίου Κολούμπια, Τόμας Χαντ Μόργκαν, έφευγε από τη ζέστη της πόλης για να περάσει το καλοκαίρι του στο παραθαλάσσιο χωριό Woods Hole της Μασαχουσέτης. Το Θαλάσσιο Βιολογικό Εργαστήριο εκεί πρόσφερε μια αφθονία βιολογικής ποικιλότητας για εξερεύνηση. Ο Morgan ερεύνησε την αναγέννηση σε καβούρια ερημίτη, την κυτταρική διαίρεση σε αχινούς, την εμβρυϊκή ανάπτυξη σε βατράχους και τον προσδιορισμό του φύλου στις αφίδες. Περνούσε από ζώο σε ζώο με μια ιλιγγιώδη ευκινησία που δεν έχει ξανακούσει στους σύγχρονους βιολόγους, αποκαλύπτοντας σημαντικές γνώσεις για τη βασική βιολογία με κάθε επιδρομή.

Στη συνέχεια, στις αρχές του 1900, ο Morgan έψαχνε για έναν οργανισμό για να δοκιμάσει μερικές από τις θεωρίες του Charles Darwin. Άκουσε για ένα έντομο που ήταν εύκολο να εκτραφεί στο εργαστήριο και παρήγαγε εκατοντάδες απογόνους κάθε λίγες εβδομάδες. Αυτό το έντομο - η μύγα των φρούτων - φαινόταν σαν το κατάλληλο ζώο για τη δουλειά.

Ήταν. Ο Morgan χρησιμοποίησε μύγες φρούτων για να δείξει ότι τα χρωμοσώματα είναι η βάση της κληρονομικότητας, μια ανακάλυψη που έθεσε τις βάσεις για τη σύγχρονη γενετική και του χάρισε το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1936.

Ο Μόργκαν έγινε ένας από τους πιο σεβαστούς βιολόγους του 20ου αιώνα, αλλά η επιστημονική του φήμη δεν θα συναγωνιζόταν ποτέ αυτή του αντικειμένου του, που έχει γίνει σχεδόν συνώνυμο με τη βιολογική έρευνα. Η μύγα, Drosophila melanogaster , έχει μεταμορφωθεί σε ένα σύστημα δοκιμών για τη μελέτη των εσωτερικών λειτουργιών της βιολογίας — ενός μοντέλου οργανισμού. Οι επιστήμονες μελετούν οργανισμούς-μοντέλους με στόχο την ευρύτερη κατανόηση της βιολογίας, συμπεριλαμβανομένων θεμάτων που ισχύουν για την ανθρώπινη υγεία.

Τις δεκαετίες από τότε που ο Morgan άρχισε να εκτρέφει τις μύγες του, η προσέγγιση του μοντέλου οργανισμού έχει ανθίσει. Η μερίδα του λέοντος της βιολογικής έρευνας σήμερα επικεντρώνεται σε μια επιλεγμένη ομάδα ειδών - φρουτόμυγες, το στρογγυλό σκουλήκι C. elegans , ζέβρα, ποντίκια και μερικά άλλα. Αυτά τα ζώα είναι εύκολο να αναπτυχθούν στο εργαστήριο και οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα οπλοστάσιο εργαλείων για την ανάλυση και την τροποποίηση του γονιδιώματός τους. Τα ζώα είχαν τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας τόσο για τη βασική βιολογία όσο και για τις ασθένειες, κερδίζοντας στους επιστήμονες δεκάδες βραβεία Νόμπελ.

Αλλά ορισμένοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η βιολογία χρειάζεται μια γεύση από τις μέρες πριν από την πτήση του Μόργκαν, όταν οι επιστήμονες μελέτησαν μια πληθώρα οργανισμών. Υποστηρίζουν ότι εστιάζοντας σε περίπου επτά ζώα από τα εκτιμώμενα 9 εκατομμύρια είδη στη Γη, χάνουμε ένα τεράστιο κομμάτι ενδιαφέρουσας βιολογίας. «Οφείλουμε μια αναγέννηση», είπε ο Alejandro Sánchez Alvarado, βιολόγος στο Stowers Institute for Medical Research στο Κάνσας Σίτι του Μιζούρι. "Έχουμε περιορίσει την εστίασή μας σε μια χούφτα οργανισμών που στατιστικά είναι πολύ απίθανο να καλύπτουν το φάσμα της βιολογικής δραστηριότητας στον πλανήτη."

Τον Ιούνιο, ο Sánchez Alvarado και μερικοί άλλοι επιστήμονες συγκέντρωσαν μια ομάδα ειδικών στο Marine Biological Laboratory του Woods Hole για να συζητήσουν την ανάπτυξη νέων ειδών μοντέλου. Οι ερευνητές θέλουν να συνδυάσουν το καλύτερο και των δύο κόσμων - στενό και ευρύ - εκμεταλλευόμενοι τόσο την ποικιλομορφία της φύσης όσο και τον πλούτο των εργαλείων και της γνώσης που συγκεντρώνονται από την εστίαση σε συγκεκριμένα είδη. «Το μεγαλύτερο μέρος του βιολογικού κόσμου βρίσκεται μπροστά μας ανεξερεύνητο και άγνωστο», δήλωσε ο Jonathan Gitlin, διευθυντής έρευνας του MBL. "Αν τα περισσότερα από αυτά που γνωρίζουμε προέρχονται από επτά οργανισμούς, φανταστείτε τι θα ξέραμε αν είχαμε 700."

Η δημιουργία ενός μοντέλου

Το καλαμάρι Doryteuthis pealeii είναι μικρότερη από μια οικιακή γάτα, αλλά έχει μια νευρική ίνα εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από την τυπική ανθρώπινη εκδοχή. Τις δεκαετίες του 1940 και του 1950, το καλαμάρι ήταν αγαπημένο μεταξύ των νευροεπιστημόνων στο Woods Hole, επειδή μπορούσαν να κολλήσουν ένα ηλεκτρόδιο στη γιγάντια ίνα και να μετρήσουν την ηλεκτρική δραστηριότητα που διαδόθηκε κατά μήκος της. Αυτή η άνευ προηγουμένου πρόσβαση αποκάλυψε τα βασικά στοιχεία της επικοινωνίας των νευρικών κυττάρων και κέρδισε στους ανακαλυπτές της ένα βραβείο Νόμπελ το 1963.

«Το καλαμάρι Woods Hole», όπως έγινε γνωστό, ενσωμάτωσε την προσέγγιση των βιολόγων εκείνης της εποχής - βρείτε πλάσματα που ταιριάζουν καλύτερα στο συγκεκριμένο πρόβλημα ενδιαφέροντος. "Μέχρι τις δεκαετίες του 1970 και του 1980, οι άνθρωποι επέλεγαν οργανισμούς για να απαντήσουν σε ορισμένες ερωτήσεις με βάση τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά αυτών των οργανισμών", δήλωσε ο Joshua Rosenthal, βιολόγος στο MBL που συγκάλεσε την ομάδα με τους Sánchez Alvarado και Gitlin.

Το πεδίο άρχισε να κλείνει σε μια χούφτα είδη τη δεκαετία του 1980, εν μέρει λόγω της εμφάνισης νέων γενετικών εργαλείων. Αυτά τα εργαλεία ήταν επίπονα και ακριβά, έτσι οι ερευνητές εστίασαν τις προσπάθειές τους στο να τα κάνουν να λειτουργούν σε λίγα είδη. Όπως ο Μόργκαν, επέλεξαν οργανισμούς που ήταν εύκολο να αναπαραχθούν και είχαν σχετικά μικρό χρόνο γενεάς, όπως σκουλήκια και ποντίκια. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα γενετικά πειράματα, όπου οι επιστήμονες ασχολούνται με το γονιδίωμα ενός οργανισμού και στη συνέχεια πρέπει να περιμένουν τις επόμενες γενιές να δουν τους καρπούς της εργασίας τους.

«Πολλοί οργανισμοί είναι δύσκολο να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν στο εργαστήριο, οπότε όταν κάποιος βρει έναν που έχει πολλά βολικά χαρακτηριστικά, είναι πιθανό να συλλεχθεί πολύ γρήγορα», δήλωσε ο Garland Allen, ιστορικός της επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο St. Λούις.

Καθώς όλο και περισσότεροι επιστήμονες μελετούσαν έναν συγκεκριμένο οργανισμό, εφηύραν εργαλεία ειδικά για αυτό το είδος που τους έδωσαν μια βαθύτερη κατανόηση της βιολογίας του. Αυτό με τη σειρά του προσέλκυσε ακόμη περισσότερους επιστήμονες, οι οποίοι βασίστηκαν στην τεχνολογία και τα ευρήματα της προηγούμενης γενιάς, πυροδοτώντας έναν βρόχο θετικής ανατροφοδότησης. Οι οργανισμοί που μελετήθηκαν πιο συχνά ήταν από τους πρώτους που έκαναν την αλληλουχία του γονιδιώματός τους, ενισχύοντας περαιτέρω το οπλοστάσιο των μοριακών εργαλείων με τα οποία έπρεπε να εργαστούν οι επιστήμονες. «Η έρευνα διοχετεύθηκε σε μικρό αριθμό οργανισμών», είπε ο Rosenthal. "Αυτός ο κατάλογος των ειδών κυριαρχεί σε όλα εδώ και δεκαετίες."

Κατά ειρωνικό τρόπο, η αλληλουχία του γονιδιώματος είναι μία από τις δύο σημαντικές τεχνικές προόδους που έχει αρχίσει να σπάει την εξάρτηση της βιολογίας σε λίγους μόνο οργανισμούς-μοντέλους. Το κόστος της αλληλουχίας του γονιδιώματος έχει μειωθεί κατακόρυφα, επομένως είναι εύκολο να αποκωδικοποιηθεί το DNA σχεδόν κάθε είδους. "Μπορούμε να αρχίσουμε να παράγουμε γονιδιώματα για οποιονδήποτε οργανισμό θέλετε", είπε ο Rosenthal.

Ακόμη πιο σημαντικό, νέες τεχνικές για την επεξεργασία του DNA, όπως το CRISPR, διευρύνουν δραματικά τον αριθμό των ειδών που μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά. Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες μπορούν να πειραματιστούν με γονίδια σε μια σειρά οργανισμών, ανακαλύπτοντας ποια είναι ζωτικής σημασίας για την αναγέννηση ή το καμουφλάζ ή τη μνήμη.

«Αυτό θα ήταν ένα όνειρο σωρό πριν από 20 χρόνια, επειδή τα εργαλεία δεν υπήρχαν», είπε ο Sánchez Alvarado. "Αλλά αυτό άλλαξε τα τελευταία πέντε χρόνια - ξαφνικά, μπορούμε να κοιτάξουμε στο σκοτάδι πολύ πιο μακριά από πριν."

Πράγματι, το CRISPR υπογραμμίζει ένα πιθανό όφελος από την εξερεύνηση των εξωτερικών περιοχών της βιολογίας. Η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων, που χαιρετίστηκε ως μια από τις πιο σημαντικές βιολογικές ανακαλύψεις του αιώνα, αποκαλύφθηκε από επιστήμονες που μελετούσαν το ανοσοποιητικό σύστημα των μικροβίων. «Ποιος θα πίστευε ότι κάτι που χαρακτηρίζεται στο τέλμα της βιολογίας θα παρουσιαζόταν ως αξιόλογο εργαλείο για την κατανόηση των μηχανισμών της βιολογίας», είπε ο Sánchez Alvarado.

Μια ευρύτερη προσέγγιση θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στην κάλυψη των βιολογικών κενών που δεν καλύπτονται από σκουλήκια, μύγες και ποντίκια. Κανένας από αυτούς τους οργανισμούς δεν μπορεί να αναγεννήσει μέρη του σώματος, για παράδειγμα, ούτε είναι ιδιαίτερα μακρόβιοι, δύο χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να έχουν μεγάλο ενδιαφέρον για την ανθρώπινη υγεία.

Ο ωκεανός, ωστόσο, είναι γεμάτος με πλάσματα ικανά για περίπλοκη ανακατασκευή. Ψιλοκόψτε το πλατύσκωληκα του γλυκού νερού Schmidtea mediterranea σε μικροσκοπικά μέρη και αυτά τα μέρη μπορούν να αναγεννήσουν πλήρη άτομα. Τα σφουγγάρια είναι παρόμοια ικανά να αναγεννηθούν από θραύσματα ή ακόμα και μεμονωμένα κύτταρα. Διαθέτουν εντυπωσιακή κυτταρική ευελιξία - ακόμη και τα ενήλικα κύτταρα μπορούν να εξελιχθούν σε οποιοδήποτε είδος κυττάρου. Και μπορούν να ζήσουν απίστευτα πολύ. Τον Μάιο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα σφουγγάρι 2.000 ετών στο μέγεθος ενός μίνι βαν που ζει στα ανοιχτά της Χαβάης.

Σε αντίθεση με τα σφουγγάρια, τα δικά μας κύτταρα κολλάνε ως επί το πλείστον μόλις αποκτήσουν μια συγκεκριμένη ταυτότητα, περιορίζοντας την ικανότητά μας να επισκευάζουμε βλάβες στην καρδιά, τον εγκέφαλο και άλλους ιστούς. Αλλά μοιραζόμαστε πολλά από τα ίδια γονίδια με τα σφουγγάρια και τα επίπεδα σκουλήκια, επομένως η αποκρυπτογράφηση των αναγεννητικών δυνάμεών τους μπορεί να εμπνεύσει νέες προσεγγίσεις στη θεραπεία. «Θα ήταν ένα φανταστικό όφελος για την κατανόηση της ρύθμισης των βλαστοκυττάρων και της επιδιόρθωσης των ιστών», είπε ο Sánchez Alvarado. "Είναι πολύ πιθανό ότι ό,τι και να μελετήσουμε θα έχει βαθιές επιπτώσεις στην κατανόηση του εαυτού μας και των οικοσυστημάτων στα οποία ζούμε."

Inky's Great Escape

Όταν η Carrie Albertin επέλεγε ένα εργαστήριο για τη διδακτορική της έρευνα, ένας καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο την πήγε να δει τα τανκς των χταποδιών. Ένα μοναχικό αυγό στο μέγεθος ενός ροζ καρφιού επέπλεε στη δεξαμενή των 240 γαλονιών. «Μέσα σε πέντε λεπτά, εκκολάφθηκε, μας κοίταξε, άλλαξε χρώματα, έβαλε μελάνι και κολύμπησε μακριά», είπε ο Albertin. "Πουλήθηκα."

Ο Albertin δεν είναι μόνος. Πολλοί βιολόγοι γοητεύονται από τα κεφαλόποδα, την ομάδα που περιλαμβάνει τα χταπόδια, τα καλαμάρια και τις σουπιές. Το χταπόδι και το καλαμάρι, για παράδειγμα, έχουν εκπληκτικές δυνάμεις αναγέννησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι σε θέση να αναπτύξουν νέα πλοκάμια από την αρχή. Έχουν ένα εξελιγμένο μέσο επικοινωνίας και μεταμφίεσης, που επιτυγχάνεται με ένα δέρμα που μοιάζει με LED. Και παρά το γεγονός ότι είναι ασπόνδυλα, όπως οι μύγες και τα σκουλήκια, με νευρικό σύστημα πολύ διαφορετικό από το δικό μας, είναι ικανά για εντυπωσιακά περίπλοκες συμπεριφορές. Το YouTube είναι γεμάτο με κατορθώματα κεφαλόποδων, από χταπόδια που μπορούν να ανοίξουν βάζα μέχρι εκείνα που κουβαλούν γύρω από ένα κέλυφος καρύδας για να προστατευτούν από τα αρπακτικά. Ένα χταπόδι με το όνομα Inky σε ένα ενυδρείο της Νέας Ζηλανδίας έγινε παγκόσμιο πρωτοσέλιδο τον Απρίλιο, αφού γλίστρησε μέσα από ένα μικρό κενό στην κορυφή της δεξαμενής του, τράπηκε στο πάτωμα και γλίστρησε κάτω από έναν αγωγό αποχέτευσης μήκους 164 ποδιών στη θάλασσα.

Ο εγκέφαλος των κεφαλόποδων - ο μεγαλύτερος από όλα τα ασπόνδυλα - εξακολουθεί να είναι κάτι σαν μυστήριο για τους επιστήμονες. Αλλά ξέρουν ότι είναι οργανωμένο πολύ διαφορετικά από το δικό μας. Εκτός από ένα κεντρικό νευρικό σύστημα, ένα χταπόδι έχει ένα κατανεμημένο σύστημα νοημοσύνης, με πολλούς από τους νευρώνες του να κατανέμονται σε καθένα από τα οκτώ του χέρια. Πράγματι, ορισμένα είδη χταποδιού μπορούν να αφαιρέσουν ένα χέρι όταν δέχονται επίθεση από ένα αρπακτικό, αφήνοντας το αποκομμένο αλλά ενεργό μέλος να παλεύει με το αρπακτικό ενώ το ζώο δραπετεύει. "Είναι ενδιαφέροντα γιατί εξέλιξαν την πολυπλοκότητα μέσα από μια εντελώς διαφορετική οδό", είπε ο Rosenthal.

Ένας από τους κορυφαίους υποψηφίους για ένα είδος μοντέλου χταποδιού είναι το χταπόδι δύο σημείων της Καλιφόρνια, το πρώτο κεφαλόποδο στο οποίο έγινε η αλληλουχία του γονιδιώματός του. Το γονιδίωμά του, που δημοσιεύτηκε το περασμένο καλοκαίρι, είναι σχεδόν τόσο μεγάλο όσο το δικό μας — 2,7 δισεκατομμύρια βάσεις σε σύγκριση με 3 δισεκατομμύρια — και έχει περισσότερα γονίδια από εμάς:περίπου 33.000, σε σύγκριση με 20.000 έως 25.000 στους ανθρώπους.

Το γονιδίωμα υποδηλώνει τις μοριακές καινοτομίες που μπορεί να οδηγήσουν σε πολύπλοκη συμπεριφορά. Ένα από τα πιο εκπληκτικά ευρήματα της μελέτης του γονιδιώματος είναι μια μεγάλη οικογένεια πρωτεϊνών που ονομάζονται πρωτοκαντερίνες, οι οποίες βοηθούν στον προσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο συνδέονται διαφορετικοί νευρώνες. Πριν προσδιορίσουν την αλληλουχία του χταποδιού, οι επιστήμονες πίστευαν ότι μόνο τα σπονδυλωτά είχαν μεγάλους αριθμούς από αυτές τις πρωτεΐνες. Όμως το χταπόδι έχει 168 διαφορετικά είδη πρωτοκαντερινών, σε σύγκριση με τα 58 μας.

Ο Cliff Ragsdale, νευροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο που ηγήθηκε του έργου αλληλουχίας (και ο οποίος έφερε για πρώτη φορά την Carrie Albertin στις δεξαμενές των χταποδιών), είπε ότι τώρα αρχίζουν να εξετάζουν τη νευροκυκλοφορία του χταποδιού, η οποία ελπίζουν ότι θα εξηγήσει γιατί το χταπόδι έχει τόσα πολλά από αυτές τις πρωτεΐνες. Υποψιάζονται ότι μια ποικιλόμορφη σειρά πρωτοκαντερινών επιτρέπει ένα πιο ποικίλο σύνολο νευρωνικών συνδέσεων. «Οι πρωτοκαντερίνες δημιουργούν έναν κώδικα για τον τρόπο σύνδεσης των νευρικών κυττάρων – όσο περισσότερα στοιχεία στον κώδικα, τόσο πιο πολύπλοκος είναι ο κώδικας», είπε ο Rosenthal. Κανείς, όμως, δεν μπόρεσε ακόμη να το δοκιμάσει αυτό με τρόπο που βασίζεται σε υποθέσεις, είπε.

Εάν το χταπόδι δύο σημείων αποκτήσει την κατάσταση μοντέλου-είδους, ο Ragsdale και άλλοι θα έχουν ένα μεγαλύτερο οπλοστάσιο μοριακών εργαλείων για να αντιμετωπίσουν αυτά τα ερωτήματα. Στη συνέχεια, μπορούν να αρχίσουν να κάνουν πιο ελεγχόμενα πειράματα, εξαλείφοντας τα γονίδια για ορισμένες πρωτοκαντερίνες και αναλύοντας τι συμβαίνει στο νευρικό κύκλωμα.

Ανύψωση χταποδιού

Όταν ο Sánchez Alvarado, ο Rosenthal και ο Gitlin σχεδίαζαν το εργαστήρι τους για τον οργανισμό μοντέλων, κάλεσαν επιστήμονες που μελετούσαν μια σειρά ειδών, από επίπεδα σκουλήκια γλυκού νερού έως καρκινοειδή, καλαμάρια και κοράλλια. Μεμονωμένοι ερευνητές διαμαρτυρήθηκαν τα οφέλη των κατοικίδιων οργανισμών τους και πώς θα μπορούσαν να αποκαλύψουν νέα βιολογικά μυστικά. Τα κοράλλια θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να παρακολουθήσουμε τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη στον ωκεανό. Το καλαμάρι μπορεί να παρέχει μια εικόνα για τη στενή σχέση μεταξύ των ξενιστών και των μικροβίων που κατοικούν. Τα καρκινοειδή, τα οποία έχουν μια ευρεία ποικιλία σχεδίων σώματος, θα μπορούσαν να φωτίσουν τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται τα άκρα. «Ας προσποιηθούμε ότι δεν χρειάζεται να παραμείνουμε στα παραδοσιακά μοντέλα», είπε ο Sánchez Alvarado. «Μπορούμε να αρχίσουμε να χρησιμοποιούμε τους οργανισμούς ξανά για τις βιολογικές τους ιδιότητες. Ποιες είναι οι μεγάλες ερωτήσεις που θέλουμε να κάνουμε; Ποιους οργανισμούς μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις;»

Μερικοί από αυτούς τους οργανισμούς έχουν ήδη αποκτήσει το καθεστώς των δευτερευόντων μοντέλων, που μελετήθηκαν σε πέντε έως 10 εργαστήρια αντί στα εκατοντάδες ή χιλιάδες εργαστήρια που επικεντρώθηκαν σε μύγες, ποντίκια και σκουλήκια. Ο Sánchez Alvarado και μια χούφτα άλλοι, για παράδειγμα, μελετούν τον πλαναραίο flatworm S. mediterranea ως πρότυπο αναγέννησης. Αλλά είναι δύσκολο για μεμονωμένα εργαστήρια να αναπτύξουν νέους οργανισμούς-μοντέλους. Η διαδικασία είναι επικίνδυνη και απαιτεί χρόνο και βάση, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την ικανότητα των επιστημόνων να λαμβάνουν επιχορηγήσεις και να δημοσιεύουν νέες εργασίες.

Η ηγεσία του MBL στοχεύει να κάνει τη διαδικασία πιο συστηματική. Η MBL θέλει να γίνει κόμβος για την παραγωγή νέων μοντέλων οργανισμών, αναλαμβάνοντας μέρος του θεμελιώδους έργου. Στόχος του εργαστηρίου του Ιουνίου ήταν να ξεκινήσει η επιλογή των κορυφαίων υποψηφίων. Όπως ο Morgan, θέλουν οργανισμούς που αναπαράγονται γρήγορα και μπορούν να αναπτυχθούν εύκολα στο εργαστήριο. (Το ομώνυμο κεφαλόποδο του εργαστηρίου, το καλαμάρι Woods Hole, ήταν ένα σημαντικό άλογο εργασίας για τους νευροεπιστήμονες. Αλλά είναι απίθανος υποψήφιος επειδή είναι εξαιρετικά δύσκολο να αναπαραχθεί στο εργαστήριο.)

Οι ερευνητές θα περπατήσουν σε μια λεπτή γραμμή καθώς εστιάζουν στη λίστα υποψηφίων. Οι ειδικοί στο εργαστήριο προέτρεψαν την ομάδα του MBL να διατηρήσει την πισίνα αρκετά ευρεία ώστε να εκθέσει τον άγριο κόσμο της βιολογίας που παραμένει κρυμμένος στην επιστήμη. Αλλά πρέπει να περιορίσουν μερικά είδη, τόσο λόγω περιορισμών πόρων όσο και λόγω της δύναμης της συνεργασίας. Ένας οργανισμός πρότυπο είναι πιο ισχυρός όταν ένας αριθμός ειδικών τον προσεγγίζουν από διαφορετικές οπτικές γωνίες. Ο αριθμός-στόχος τους δεν είναι καθορισμένος, αλλά ο Sánchez Alvarado εκτιμά ότι μισή ντουζίνα νέα είδη θα ήταν χρήσιμα. «Δεδομένου πόσα έχουμε μάθει από τα επτά περίπου μοντέλα συστημάτων που έχουμε, μπορώ να φανταστώ ότι η ανάπτυξη μερικών, καλά επιλεγμένων οργανισμών θα μπορούσε να αποδειχθεί μεταμορφωτική», είπε.

Οι επιστήμονες θα υποβάλλουν τους υποψηφίους μέσω μιας σειράς δοκιμών, αναλύοντας πώς αναπαράγονται, πώς αναπτύσσονται ως έμβρυα και πώς μεγαλώνουν σε ενήλικες. Θα χαρτογραφήσουν τη δομή των χρωμοσωμάτων των οργανισμών και θα ακολουθήσουν τα γονιδιώματά τους. Θα δοκιμάσουν την ευκολία της γονιδιακής επεξεργασίας, στοχεύοντας συγκεκριμένα γονίδια ενδιαφέροντος. "Έχουμε δει μια έκρηξη στην τεχνολογία και τη χρησιμοποιήσαμε σε συστήματα μοντέλων με τα οποία αισθανόμαστε άνετα", δήλωσε ο Sánchez Alvarado. "Τώρα ας το δοκιμάσουμε σε νέα βιολογικά σύνορα."

Ο Sánchez Alvarado εκτιμά ότι η διαδικασία θα διαρκέσει πέντε έως 10 χρόνια, ίσως λιγότερο εάν συμμετάσχουν περισσότεροι επιστήμονες. «Η πλάνη είναι ότι η ανάπτυξη νέων συστημάτων θα διαρκέσει πολύ, αλλά τα πράγματα δεν είναι όπως ήταν πριν από 10 χρόνια», είπε. "Πιστεύω ότι θα είναι γρήγορο να προσδιορίσουμε σε ποια συστήματα θα επικεντρωθούμε λόγω της προόδου στη μικροσκοπία, τη γενετική, την εξελικτική βιολογία και την κυτταρική βιολογία."

Είναι αδύνατο να γνωρίζουμε τι θα σκεφτόταν ο Morgan για τις προσπάθειες του MBL αν ζούσε σήμερα, αλλά δεδομένων των διαφορετικών ενδιαφερόντων του Morgan ως επιστήμονα, ο Sánchez Alvarado και άλλοι εικάζουν ότι θα υποστήριζε το σχέδιο. «Θα του είχε γαργαληθεί αυτή η Drosophila χρησιμοποιήθηκε για να απαντήσει σε τόσες πολλές διαφορετικές ερωτήσεις στη βιολογία - γενετική, οικολογία, συμπεριφορά», είπε ο Άλεν, ο οποίος έγραψε μια βιογραφία του Μόργκαν. Αλλά πιθανότατα θα είχε σκεφτεί να εστιάσει σε μια μικρή ομάδα μοντέλων οργανισμών ως παραπλανητικό, είπε ο Άλεν. "Αν προσπαθείτε να βασίσετε όλη τη βιολογία σε επτά ή οκτώ οργανισμούς-μοντέλους, θα παρασυρθείτε αρκετά."

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση

Αποθήκευση