Årets gennembrud lader os se den enkelte celles udvikling
Forskere kan for eksempel følge, hvordan enkelte celler udvikler sig til organer.

Forskerne har afsløret, hvordan et befrugtet æg fra en zebrafisk bliver til 25 forskellige celler. Men der er langt større perspektiver i teknologien, mener danske forskere. (Foto: Shutterstock.)

Tænk, hvis du kunne se en film om dig selv. En film, der viser præcis, hvordan din krop blev bygget op, mens du lå i din mors mave.

Så kunne du se, hvordan hver enkelt lille celle har udviklet sig, hvilke fejl der skete undervejs, og hvilke gener, der blev tændt og slukket.

Den tanke er måske ikke længere så virkelighedsfjern. Årets videnskabelige gennembrud i tidsskriftet Science er netop blevet kåret - og vinderen er et sammensurium af teknologier, som blandt andet kan bruges til at følge cellernes udvikling.

»Vi er på vej mod en revolution inden for biomedicin. Vi kommer til at forstå, hvordan celler reagerer på hinanden og på sygdomme meget bedre. Vi kan måske regenerere beskadiget væv og gøre ældningsprocesser langsommere,« siger en begejstret Lars Bolund, der er professor på Institut for Biomedicin på Aarhus Universitet, til Videnskab.dk.

Tændte og slukkede gener

Dit DNA indeholder 3 milliarder basepar og udgør hele det arvemateriale, vi har fra vores forældre.

Men når du udvikler dig i din mors mave, bliver nogle celler til muskler og andre til organer.

Alt efter hvad der sker undervejs i udviklingen, slukkes der for nogle gener og tændes for andre. 

Den sammensætning kan forskerne undersøge ved hjælp af en enkelt-celle-sekventering af dit RNA

Celler kan nu gemmes i dråber

At man kan tage en vævsprøve og se, hvilke gener der er tændte og slukkede, er ikke noget nyt.

Men teknologien er blevet finpudset de senere år, og nu er man blandt andet i stand til at tage enkelte celler ud og sortere dem én ad gangen i små dråber.

Det er en af de opdagelser, som gør, at enkelt-celle-sekventering nu er ved at starte en mindre revolution, fortæller Torben Kruse, der er professor på Klinisk Institut for Human Genetik på SDU.

»Tidligere har man fået en blandet mos ud af det, og det har givet et gennemsnitsbillede af, hvilke gener der var aktive i prøven. Men vi kunne ikke vise, hvilke celler der havde tændt og slukket for hvilke gener. Det kan vi nu,« siger han til Videnskab.dk.

Axolotl-salamanderen, der lever i Mexico kan gro sine lemmer tilbage, og cellesekventering har afsløret en del af hemmeligheden. (Foto: Shutterstock)

Tre teknologier gør det muligt at følge fosterudvikling

Enkelt-celle-sekventering er ikke bare blevet mere præcis. Det er også blevet muligt at bruge den til at følge udviklingen hos et levende væsen.

For at foretage en sekventering er forskerne nødt til at tage en prøve ud af den organisme, de studerer, og den prøve vil derfor være død.

Men sekventerer man i samspil med andre teknologier, kan man faktisk nu få et billede af, hvordan en organisme udvikler sig. Det fungerer således:

  1. Forskerne binder forskellige markørstoffer til forskellige gener og genprodukter i organismen, så de kan se, hvor cellerne bevæger sig hen i kroppen.
  2. Undervejs tages prøver til enkelt-celle-sekventering. For eksempel hver anden dag.
  3. Til sidst udfylder forskerne deres data i en computermodel, der kan udregne, hvordan cellerne har udviklet sig.

Denne metode er blandt andet brugt af et forskerhold til at opdage, hvordan et befrugtet æg fra en zebrafisk udvikler sig til 25 forskellige celletyper.

»Hvis du kigger på alle de her trin hver især, så var det svært at forestille sig for 20 år siden, at det nogensinde ville kunne lade sig gøre, men det kan det nu,« siger Torben Kruse.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

 

Derfor kan Axolotl-salamanderen gro nye lemmer

Udover at kigge på zebrafisk har forskere også brugt de nye teknikker på andre dyr. Blandt andet også frøer og den interessante Axolotl-salamander, der holder til i Mexico.

Axolotl-salamanderen er især kendt for sin evne til at regenerere mistede lemmer. Og forskere har nu fundet ud af, at dens celler er i stand til at gå tilbage til fosterstadiet og vokse ud igen på ny.

Kan måske hjælpe mod kræft og aldring

Gennembruddet er ikke bare fascinerende viden. De to forskere, Videnskab.dk har talt med, er begge læger, og de ser store muligheder for fremtidig behandling og medicin.

»Vi kommer måske til at forstå, hvad der sætter væv i gang med at reparere sig selv, og det kan få betydning for skader på kroppen, aldring og kræft. Det kommer til at ændre alle områder indenfor medicin,« siger Lars Bolund.

Torben Kruse ser især også et perspektiv i kræftbehandlingen.

»En tumor kan starte med at være godartet, men på et tidspunkt kan nogle af cellerne få skader og begynde at gro. Her vil det se ud som om, at primærtumoren er godartet, men den nye metode vil kunne afsløre, hvis der er nogle enkelte celler, som behandlingen skal fokusere på,« siger Torben Kruse.

Derudover nævner han også, at metoden kan komme hjertepatienter til gavn.

»Hos mange dyr reparerer hjertemuskulaturen sig selv ved skader, men det gør den ikke så godt hos mennesker. Hvis vi kan finde ud af, hvordan den gør hos mange af dyrene, så kan vi måske også hjælpe patienter,« siger han.

Giver allerede svar

Lars Bolund fra Aarhus Universitet forsker især i endothelceller, der sidder på indersiden af vores blodårer, og her har celle-sekvensering allerede båret frugt.

»Vi har blandt andet fundet ud af via enkelt-celle-sekventering, at endothelcellerne er meget mere betydningsfulde for udviklingen af væv, end man troede, og at cellerne sender signaler til immunforsvaret,« siger han.

Torben Kruse nævner også, at de er i gang med et kræftprojekt, hvor de anvender teknikken.

»Kræft er især interessant, fordi der er så mange celletyper involveret,« siger han.

Blandt de øvrige 11 nominerede til årets gennembrud var både forskningsresultater og begivenheder, som har fået stor betydning for forskningen i år 2018.

De første fire kan du læse nærmere om her på Videnskab.dk, mens de øvrige beskrives kort på Sciences egen side.

  1. Ny form for astronomi: Fysikere fanger neutrino fra fjern galakse
  2. Forskere finder første barn af to forskellige menneskearter
  3. Nu har rumteleskopet Gaia kortlagt Mælkevejen i 3D
  4. Kæmpe krater opdaget: Meteorit ramte Indlandsisen med kraft som 47 mio. Hiroshima-bomber
  5. RNAi: Værktøj, der stopper genreaktioner
  6. #MeToo gjorde en forskel
  7. Afsløring af, hvilke redskaber celler bruger til at holde styr på flydende indhold
  8. Elektron-mikroskop afslører den præcise form af små organiske molekyler
  9. Kortlæggelse af en flues hjerne
  10. 500 millioner år gammelt kolesterol afslører verdens første dyr
  11. DNA-database afslører mordere

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.