LAS CRUCES - Изследователи по биология от Университета на Ню Мексико използват мухи за изследване на дегенерация на човешкото зрение с помощта на студентски инженери от Aggie Innovation Space.

nmsu

Люк Санчес, специалност по биология и студент-регент в NMSU, работи с екип от биолози под ръководството на Дженифър Къртис в изследователската лаборатория Drosophila (плодова муха). Екипът се стреми да разбере по-добре ефектите от околния стрес върху структурата и функцията на очите, като използва мухи като модел.

Видовете стрес, които Санчес е установил, че причиняват дегенерация в очите, включват прекомерно хранене и постоянно излагане на светлина, особено синя светлина, която обикновено се излъчва от телефони и цифрови екрани.

„Разбирайки как тези процеси работят механично и генетично при мухите, това може да ни каже много за това как да поддържаме и съхраняваме човешкото око“, каза Санчес.

Но експериментите за изследванията на Санчес призоваха за скъпо оборудване. Той се нуждаеше от специализирана машина, която можеше да побере стъклена подла, съдържаща мухи, без взаимодействие от околната светлина.

„Очакваните разходи са от 700 до 1200 долара“, каза Санчес. „Потърсих отговори в общността на NMSU и един наистина добър приятел, който работи в Иновационното пространство, ме посъветва да им покажа дизайните, за да видя какво могат да направят.“

Иноваторите - студентски служители в AIS - създадоха ръчна версия на машината. Той има ръчно управление за червени и сини LED светлини, 3D отпечатани цилиндри и капаци за покриване на околната светлина, вериги Arduino и рамка, която държи всичко заедно.

Машината играе ключова роля при събирането на данни, необходими за изследване на очите на плодовите мухи. Цилиндрите имат LED ленти, фиксирани отвътре, които държат малка мерзост, която съдържа мухи със специфичната храна, с която се хранят група мухи.

„Това, което получих от Aggie Innovation Space, беше много повече, отколкото очаквах“, каза Санчес. „Те отделиха време, за да се запознаят с нещата, които не знаеха, за да построят машината по възможно най-добрия начин.“

AIS е отворен за всички настоящи студенти от NMSU. Магазинът помага с всичко - от прототипи за 3D печат до програмируеми платки за разработка като Galileo, Arduino и Raspberry Pi, компютър с размер на кредитна карта.

Диего Чавес, студент с двойна специалност в космическата и машиностроенето, е един от иноваторите, които оживиха проекта.

„Беше невероятно преживяване, когато можех да разработя изследователски инструменти за други отдели с приложни инженерни познания“, каза Чавес.

Освен за работа със Санчес, AIS помага за проекти от множество отдели в Колежа по изкуства и науки.

„Това служи като чудесен пример за възможни взаимодействия между инженерни и други отдели в университета, за да се намерят иновативни изследователски решения“, каза Лакшми Реди, декан на Инженерния колеж. „Иновационното пространство Aggie наистина предлага вълнуваща възможност, където изследователите, инженерите и неинженерите могат да работят заедно.“

„Работата с (AIS) през този семестър ме накара да осъзная колко страхотно беше да внеса перспективата на инженер в мисленето на биолог и перспективата на биолога в мисленето на инженер“, каза Санчес.

Преди да занесе проекта си в AIS, Санчес заяви, че провеждането на експериментите отнема много време.

„Преди това излагах тези мухи на околна светлина и установих, че отнема около пет до седем дни или дори повече, за да предизвика вида на дегенерация на очите, който ми трябва, за да намеря отговори на въпросите, които искам да задам“, каза Санчес. „С тази машина за синя светлина мога да предизвикам такъв вид дегенерация за осем часа и понякога дори по-голяма дегенерация само за малко повече време.“

Санчес обясни, че плодовите мухи имат подобен генетичен код като хората. Той каза, че 75% от гените на плодовите мухи са хомоложни, гени, наследени в два вида от общ прародител, с човешки гени. Санчес изучава е процес, наречен фототрансдукция, процес, при който очите приемат светлината, превръщат я в електрически импулс и изпращат импулса към частите на мозъка, които създават изображение. Заедно с това, мухите се поставят на различни диети, за да изучават дегенерацията в очите им.

„Някои от мухите отиват на тъмно, някои от тях преминават в 12-часови тъмни и светли цикли, а някои от мухите се движат с тези постоянни светлинни апарати, които направихме“, каза Санчес. „Поставихме мухите на 4,5-процентна концентрация на диета с високо съдържание на мазнини, а също и на диета с високо съдържание на захар и успяхме да покажем, че се случват наистина значителни нива на дегенерация на ретината.“

Целта на изследването на Санчес е да се направи идеята за прекомерното хранене и въздействието му върху очите една стъпка напред. Той каза, че това може да бъде ценна информация за хора, които са предразположени към определени очни състояния като дегенерация на макулата или диабетна ретинопатия.

„Сега, когато знаем, че някои видове засищащи диети могат да повлияят на структурата и функциите на окото, искаме да знаем точно какво точно се случва“, каза Санчес. „Всъщност вече работя с новаторите, за да оптимизирам тази машина, за да поставя повече мухи и по-големи експерименти. Мисля, че докато работим заедно, само ще направим тази машина по-добра и по-добра и по-функционална. "