Az NMSU Aggie Innovation Spaceje segít a legyek szemének kutatásában

LAS CRUCES - A New Mexico State University biológiai kutatói legyek segítségével tanulmányozzák az emberi látás degenerációját az Aggie Innovation Space mérnökhallgatói segítségével.

Luke Sanchez, az NMSU biológia szakos hallgatója és hallgatói régense egy biológuscsoporttal dolgozik Jennifer Curtiss felügyelete alatt a Drosophila (gyümölcslégy) Kutatólaboratóriumban. A csapat a legyek modelljeként igyekszik jobban megérteni a környezeti stressz hatását a szem szerkezetére és működésére.

A stressz típusai, amelyekről Sanchez a degenerációt okozza, a túlzott táplálkozás és az állandó fényterhelés, különösen a kék fény, amelyet általában a telefonok és a digitális képernyők adnak ki.

"Megértve, hogy ezek a folyamatok hogyan működnek mechanikusan és genetikailag a legyekben, sokat elárulhat az emberi szem fenntartásának és megőrzésének módjáról" - mondta Sanchez.

De Sanchez kutatásának kísérletei drága berendezéseket igényeltek. Szüksége volt egy speciális gépre, amely befoghatta a legyeket tartalmazó üvegkupacot a környezeti fény hatására.

"A várható költségek 700 dollár és 1200 dollár között voltak" - mondta Sanchez. "Az NMSU közösségen belül kerestem a válaszokat, és egy nagyon jó barátom, aki az Innovációs Térben dolgozik, azt tanácsolta, mutasd meg nekik a terveket, hogy mit tehetnek."

Az újítók - az AIS hallgatói - megépítették a gép kézi változatát. Kézi vezérléssel rendelkezik a piros és kék LED-es lámpákhoz, 3D-nyomtatott hengerekkel és fedelekkel a környezeti fény eltakarására, az Arduino áramkörökkel és az egészet tartó kerettel.

A gép kulcsszerepet játszik a gyümölcslégy szemek tanulmányozásához szükséges adatok összegyűjtésében. A hengerek belső részén LED-sávok vannak rögzítve, amelyek egy kis alátétet tartanak, amely legyeket tartalmaz az adott élelmiszerrel, amelyet a legyek csoportja táplál.

"Amit az Aggie Innovation Space-től kaptam, az sokkal több volt, mint amire számítottam" - mondta Sanchez. "Időt szántak arra, hogy megismerjék azokat a dolgokat, amelyeket nem tudtak, hogy a lehető legjobban megépítsék a gépet."

Az AIS nyitott minden jelenlegi NMSU hallgató számára. Az üzlet a 3D nyomtatási prototípusoktól a programozható fejlesztőpanelekig, például a Galileo, az Arduino és a Raspberry Pi, egy hitelkártya méretű számítógéphez nyújt segítséget.

Diego Chavez, a repüléstechnika és a gépipar duális szakos hallgatója az egyik újító, aki életre hívta a projektet.

"Elképesztő élmény volt, hogy kutatási eszközöket tudtam kifejleszteni más, mérnöki ismeretekkel rendelkező részlegek számára" - mondta Chavez.

A Sanchez-szel való együttműködésen kívül az AIS a Művészeti és Tudományi Főiskola több tanszékének projektjeiben segít.

"Ez nagyszerű példa a mérnöki és az egyetem más tanszékei közötti lehetséges interakciókra az innovatív kutatási megoldások megtalálása érdekében" - mondta Lakshmi Reddi, a Mérnöki Főiskola dékánja. "Az Aggie Innovációs Tér valóban izgalmas lehetőséget kínál a kutatók, mérnökök és nem mérnökök együttműködésére."

"Az (AIS) programmal való munka ebben a félévben rájöttem, milyen fantasztikus volt egy mérnök perspektíváját a biológus gondolkodásmódjába és a biológus perspektíváját a mérnök gondolkodásmódjába vinni" - mondta Sanchez.

Mielőtt a projektjét az AIS-be vitte, Sanchez szerint a kísérletek elvégzése időigényes volt.

"Korábban ezeket a legyeket környezeti fénynek tettem ki, és azt tapasztaltam, hogy körülbelül öt-hét nap vagy még tovább tart, hogy kiváltsam azt a szemdegenerációt, amire választ kell találnom a feltett kérdésekre" - mondta Sanchez. "Ezzel a kék fényű géppel nyolc óra alatt képes vagyok kiváltani ezt a fajta degenerációt, és néha még egy kis idő alatt még nagyobb degenerációt."

Sanchez elmagyarázta, hogy a gyümölcslégyeknek az emberhez hasonló genetikai kódja van. Elmondása szerint a gyümölcslégy gének 75 százaléka homológ, a géneket két fajban örökölte egy közös ős, emberi génekkel. Sanchez egy fototranszdukciónak nevezett folyamat, amelynek során a szem elfogadja a fényt, elektromos impulzussá változtatja és az impulzust elküldi az agy azon részeihez, amelyek képet alkotnak. Ezzel együtt a legyeket különböző étrenden tartják, hogy tanulmányozzák a szemükben a degenerációt.

"A legyek egy része sötétben megy, van, aki 12 órás sötét és világos ciklusokon megy keresztül, a legyek pedig ezeken az állandó fényberendezéseken mennek keresztül, amelyeket mi készítettünk" - mondta Sanchez. "A legyeket 4,5 százalékos zsírtartalmú étrendre és magas koncentrációjú magas cukortartalmú étrendre is alkalmaztuk, és megmutattuk, hogy a retina degenerációja valóban jelentős mértékű volt."

Sanchez kutatásának célja, hogy egy lépéssel tovább vigye a túl táplálkozás gondolatát és annak szemre gyakorolt hatását. Azt mondta, hogy ez értékes információ lehet azok számára, akik hajlamosak bizonyos szembetegségekre, például makula degenerációra vagy diabéteszes retinopathiára.

"Most, hogy tudjuk, hogy a telítő étrend bizonyos típusai befolyásolhatják a szem szerkezetét és funkcióit, mechanikusan szeretnénk tudni, hogy pontosan mi történik" - mondta Sanchez. „Valójában már dolgozom az újítókkal, hogy optimalizáljam ezt a gépet, hogy több legyet és nagyobb kísérleteket tegyek. Úgy gondolom, hogy miközben együtt dolgozunk, ezt a gépet csak egyre jobbá és működőképesebbé fogjuk tenni. "