รูปแบบการโต้ตอบครั้งแรกของการแบ่งเซลล์ของมนุษย์

Anonim

Mitosis - เซลล์หนึ่งแบ่งและกลายเป็นสอง - เป็นหนึ่งในกระบวนการพื้นฐานของชีวิต นักวิจัยจาก EMBL ได้สร้างแผนที่แบบโต้ตอบแบบแรกของโปรตีนที่ทำให้เซลล์ของเราแยกตัวออกไปซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถติดตามได้ว่าอยู่ที่ไหนและที่กลุ่มของโปรตีนผลักดันให้กระบวนการแบ่งตัวไปข้างหน้า Atlas แบบไดนามิกแรกของการแบ่งเซลล์ของมนุษย์ได้รับการตีพิมพ์ใน Nature เมื่อวันที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2561

ในปี 2010 การศึกษาขนาดใหญ่ที่นำโดยกลุ่ม EMBL เดียวกันระบุว่าส่วนของจีโนมมนุษย์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเซลล์ของมนุษย์เพื่อแบ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ EU MitoCheck แต่เซลล์ไม่ทำงานบน DNA จีโนม; พวกเขาทำงานบนโปรตีนที่เข้ารหัส โปรตีนทำงานมากที่สุดในเซลล์สร้างระดับการทำงานของเซลล์ กระบวนการต่างๆเช่น mitosis จำเป็นต้องมีการประสานงานกันอย่างแน่นแฟ้นของโปรตีนหลายร้อยชนิดในอวกาศและเวลา โปรตีนมักทำงานในกลุ่มคล้ายกับทีมผู้เชี่ยวชาญของคนงานก่อสร้างบนพื้นที่อาคารขนาดใหญ่

"จนถึงขณะนี้ห้องปฏิบัติการแต่ละห้องส่วนใหญ่กำลังมองหาโปรตีนตัวเดียวในเซลล์ที่มีชีวิตอยู่" Jan Ellenberg หัวหน้ากลุ่ม EMBL ซึ่งเป็นผู้นำโครงการกล่าว "ได้รับการสนับสนุนจากโครงการ EU MitoSys ที่ติดตามผลตอนนี้เราสามารถใช้วิธีการระบบและมองภาพใหญ่ขึ้นโดยการศึกษาเกี่ยวกับเครือข่ายแบบไดนามิกซึ่งโปรตีนหลายชนิดจะสร้างขึ้นในเซลล์มนุษย์ที่มีชีวิตอยู่"

ผลงาน Mitotic Cell Atlas รวมข้อมูลเหล่านี้ไว้ในแบบจำลองคอมพิวเตอร์แบบ 4 มิติแบบโต้ตอบ ในทรัพยากรสาธารณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถเลือกการรวมโปรตีน mitotic ได้อย่างอิสระและดูในเวลาจริงที่ใดและกับใครที่พวกเขาทำงานระหว่างการแบ่งเซลล์

การแบ่งปันเครื่องมือเพื่อสร้าง atlases ของเซลล์มากขึ้น

การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่สำคัญของชีวิต เมื่อเกิดข้อผิดพลาดข้อบกพร่องต่างๆเช่นภาวะเจริญพันธุ์และโรคมะเร็งอาจเกิดขึ้นได้ Ellenberg: นอกจาก mitosis แล้วเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นในที่นี้ยังสามารถนำมาใช้ในการศึกษาโปรตีนที่กระตุ้นการทำงานของเซลล์อื่น ๆ เช่นการตายของเซลล์การโยกย้ายเซลล์หรือการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งโดยการดูที่เครือข่ายแบบไดนามิกของโปรตีนเหล่านี้เราสามารถระบุช่องโหว่ที่สำคัญได้, จุดที่มีเพียงหนึ่งโปรตีนที่รับผิดชอบในการเชื่อมโยงสองงานร่วมกันโดยไม่ต้องสำรอง.

การดูกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับโรคจากมุมมองของเครือข่ายแบบไดนามิกทำให้เกิดมุมมองใหม่ ๆ ในการค้นหาลิงก์ที่สำคัญซึ่งสามารถตัดหรือเชื่อมโยงเพื่อเสริมสร้างความเข้มแข็งได้ เพื่อให้การศึกษาดังกล่าวมีความเป็นไปได้มากขึ้นในอนาคตวิธีการทดลองแพลตฟอร์มการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์เชิงปริมาณและรหัสในการสร้างอะตอมโปรตีนแบบไดนามิกมีให้ผู้อื่นใช้งานได้อย่างแพร่หลาย

การนับโปรตีนในเซลล์ที่มีชีวิต

การศึกษาในปัจจุบันมองไปที่เซลล์ HeLa ซึ่งเป็นเซลล์มะเร็งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย 28 โปรตีนที่มีความสำคัญต่อ mitosis ได้ถูกทำเป็น fluorescent โดยการแก้ไข CRISPR / Cas genome โปรตีนเหล่านี้ถูกติดตามโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบคอนแทคเลนส์ 3-D เพื่อดูตำแหน่งที่อยู่ในเซลล์ที่อยู่ในแต่ละจุดในเวลา กล้องจุลทรรศน์มีความสำคัญมากจนสามารถนับจำนวนโปรตีนได้ดังนั้นนักวิจัยจึงทราบว่ามีโปรตีน 100, 1000 หรือ 10, 000 ในสถานที่หนึ่ง ๆ สำหรับโปรตีนทั้งหมดข้อมูลเหล่านี้ถูกรวมเข้ากับโมเดลคอมพิวเตอร์แบบโต้ตอบซึ่งการสร้างซึ่งเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของโครงการ

ทั้งหมดมีประมาณ 600 โปรตีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ mitosis ในเซลล์ของมนุษย์ การดำเนินการชุดข้อมูลสำหรับ 600 ทั้งหมดจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจการรับส่งข้อมูลภายในเซลล์แบ่งได้อย่างสมบูรณ์และวิธีการตัดสินใจเช่นไปจากรอบเซลล์หนึ่งรอบไปจนถึงขั้นต่อไป นี้จะใช้เวลาหลายปีของการทำงาน "ที่ EMBL เรากำลังทำการเพิ่มข้อมูลใน Atlas โดยการสร้างภาพโปรตีนมากขึ้นในลักษณะเดียวกัน" Stephanie Alexander ผู้จัดการแผนกวิจัยของ Ellenberg Group ของ EMBL กล่าว "ในระยะยาวภาพรวมทั้งหมดของโปรตีนของเซลล์ทั้งหมดจะช่วยให้เราสามารถดูกระบวนการที่สำคัญต่างกันของชีวิตเช่นการแบ่งเซลล์และการตายของเซลล์ตัวอย่างเช่นมีการเชื่อมโยงกันและกันคุณสามารถเข้าใจได้จากจุดเชื่อมต่อเครือข่ายเท่านั้น ของมุมมอง "

menu
menu