چهار دانشمند از زمینه‌های کاری متفاوت قصد دارند تا به این پرسش پاسخ دهند که چطور سلول‌های مستقل خونی توسعه و رشد پیدا می‌کنند. دلیل اهمیت این سوال در این است که با درک آن، امکان بهتری برای درک و شناخت بیماری‌های مختلف و درمان آن‌ها در آینده به وجود می‌آید. این چهار دانشمند، به دلیل تحقیقات بنیادی و اساسی خود در این راه موفق شدند جایزه سال 2017 اروین شرودینگر را از آن خود کنند.

کارستن مار یکی از این پژوهشگران است. او سعی می‌کند در میان رفتار به‌ظاهر کتره ای و تصادفی سلول‌های خونی الگویی نظام‌یافته را درک و استخراج کند. زیر نظر گرفتن رفتار سلول‌های خونی می‌تواند نحوه تحول آن‌ها را آشکار سازد اما برای این کار باید انبوهی از تصاویر میکروسکپی که در بازه‌های زمانی مختلف تهیه‌شده مورد تحلیل قرار بگیرند. به همین دلیل هم کارستن مار به همراه فابین تیز، برنامه‌ای رایانه‌ای را طراحی کرده‌اند که می‌تواند هر یک از سلول‌های خونی را به‌طور مستقل در این تصاویر ردیابی کند.  این کار به محققان اجازه می‌دهد مسیر تحول یک سلول را از روی ضبط زمان‌دار و بافاصله آن‌ها دنبال کرده و سرنوشت آن‌ها را مشاهده کنند.

عملکرد این برنامه به‌قدری کارآمد است که به کمک آن می‌توان تشخیص داد کدام نوع از سلول‌های خونی می‌توانند سلول‌های بنیادی را توسعه دهند و همچنین با کمک آن اکنون محققان می‌توانند پیش‌بینی کنند که یک سلول خونی چه مسیر و تصمیمی را در ادامه تحول خود اخذ می‌کند. به دلیل همین کار بنیادی بود که این دو ریاضی‌دان و فیزیکدان به‌عنوان دو نفر از چهار برنده جایزه اروین شرودینگر 2017 انتخاب شدند.

در کنار آن‌ها این جایزه به تیم شرودر زیست‌شناس و لاله حق وردی فیزیکدان ایرانی‌الاصل اهدا شد.

تیم شرودر، آزمایشی را طراحی کرده است که به سؤالی فوق‌العاده اساسی پاسخ دهد: چگونه هر یک از سلول‌های مستقل خونی به‌گونه‌ای تحول پیدا می‌کنند که تبدیل به یکی از سلول‌های عروق کرنری متفاوت شوند.

چهارمین برنده این جایزه لاله حق وردی فیزیکدانی که به تحلیل فعالیت‌های ژنتیکی سلول‌هایی می‌پردازد که درون رگ‌های خونی کرنری توسعه‌یافته‌اند. مشابه پروژه تصویربرداری میکروسکوپی زمان‌دار، محققان در این مورد هم اهمیت چندانی به کلیت رفتار سلول‌ها نشان ندادند. کار مهمی که لاله حق وردی انجام داده است ، استفاده از این واقعیت است که زیست شناسان مولکولی می‌توانند دست به‌اندازه گیری‌هایی روی تک‌سلول‌های مستقل بزنند.  امروز این قابلیت وجود دارد که مشخصی کنیم درون یک سلول مستقل کدام‌یک از 20 هزار ژنی که انسان‌ها دارند فعال است. با تحلیل چنین داده‌هایی حجم عظیمی از اطلاعات به دست می‌آید که درون بانک‌های عظیمی از داده ذخیره می‌شوند. این فیزیکدان با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای سعی می‌کند تا رفتار هر سلول مستقل را دنبال کند. به گفته او این کار شبیه به تکمیل پازلی از یک درخت بزرگ است که هر قطعه پازل را یکی از سلول‌های منحصربه‌فرد تشکیل داده است.

کار این چهار دانشمند که از زمینه‌های مختلف آمده‌اند درنهایت به نتیجه‌ای خیره‌کننده رسیده است: استفاده از بررسی و مشاهده رفتار تک‌سلول‌ها برای ارائه تصویری کامل از روند تحول و رشد آن‌ها.

روشی که آن‌ها در پیش‌گرفته‌اند قابل‌تعمیم به سایر حوزه‌های علمی نیز هست. لاله حق وردی امیدوار است بتواند روزی این تکنیک ها را بر روی ابر داده‌های بزرگ در حوزه‌های دیگر اعمال کند تا بتواند به یافتن پاسخ‌هایی درزمینه پرسش‌های بنیادی کمک کند. پرسش‌هایی که ممکن است حتی در حوزه علوم اجتماعی قرار داشته باشند.

جایزه اروین شرودینگر با مشارکت بنیاد هلمهولتز و بنیاد مؤسسان به نوآوری‌های فناوری یا علمی تحقق می‌گیرد که در فضایی میان‌رشته‌ای به نتیجه رسیده و پلی را میان تحقیقات و علوم پزشکی، طبیعی و علوم مهندسی ایجاد کرده است.

در ادامه می‌توانید فیلم معرفی چهار برنده این جایزه را مشاهده کنید.

--

پوریا ناظمی