Pirmasis žmogaus ląstelių dalijimosi interaktyvus modelis

Anonim

Mitosis, kaip viena ląstelė dalosi ir tampa dviem, yra vienas iš pagrindinių gyvenimo procesų. EMBL tyrėjai dabar sukūrė pirmąjį interaktyvų baltymų žemėlapį, kuris padaro mūsų ląsteles padalintą, todėl vartotojai gali tiksliai nustatyti, kur ir kokiose grupėse baltymai skatina padalijimo procesą. Šis pirmas dinaminis žmogaus ląstelių dalijimo baltymų atlasas yra paskelbtas " Nature " 2018 m. Rugsėjo 10 d.

2010 m. Atlikus didelį tyrimą, kurį vedė ta pati EMBL grupė, nustatyta, kurios žmogaus genomo dalys turi būti atskirtos žmogaus ląstelėms, kaip dalis ES MitoCheck projekto. Tačiau ląstelės neveikia genominės DNR; jie paleidžia baltymus, kuriuos ji koduoja. Baltymai atlieka didžiąją dalį darbo ląstelėje, sudaro ląstelių operacinį lygį. Procesai, tokie kaip mitozė, reikalauja, kad erdvėje ir laiku būtų glaudžiai koordinuojami šimtai skirtingų baltymų. Baltymai dažnai dirba grupėmis, panašiomis į statybos darbų specialistų komandas didelėje statybvietėje.

"Iki šiol atskiros laboratorijos daugiausia ieško vienų baltymų gyvose ląstelėse, - sako EMBL grupės vadovo Jan Ellenberg, kuris vadovavo projektui. "Remiantis tolesniu ES projektu" MitoSys ", mes galėjome pasinaudoti sisteminiu požiūriu ir pažvelgti į didesnę nuotrauką, tyrinėdami dinamiškus tinklus, kuriuos sudaro daugybė baltymų gyvose žmogaus ląstelėse."

Gautas "Mitotic Cell Atlas" duomenis šie duomenys integruoja į interaktyvų 4-D kompiuterinį modelį. Šiame viešajame ištekliu mokslininkai gali laisvai pasirinkti bet kokį mitozinių baltymų derinį ir realiu laiku pamatyti, kur ir su kuo jie dirba ląstelių dalijimosi metu.

Dalijimasis įrankiais, kad būtų galima atlikti daugiau ląstelių atlasų

Ląstelių dalijimasis yra esminis gyvenimo procesas. Kai tai klysta, gali kilti defektai, tokie kaip vaisingumo problemos ir vėžys. Ellenbergas: "Be mitozės, čia sukurtos technologijos gali būti naudojamos tyrinėti baltymus, kurie skatina kitas ląstelių funkcijas, pavyzdžiui, ląstelių mirtį, ląstelių migraciją ar vėžio ląstelių metastazę. Žvelgiant į dinaminius tinklus, šie baltymai formuoja, galime nustatyti kritinius pažeidžiamumus, taškuose, kur yra tik vienas baltymas, atsakingas susieti dvi užduotis kartu be atsarginės kopijos. "

Žvelgiant į ligos procesus, susijusius su dinamišku tinklo požiūriu, suteikiama nauja perspektyva rasti jų kritinius ryšius, kur juos galima iškirpti arba perversti, kad juos sustiprintų. Kad ateityje būtų galima atlikti daugiau tokių tyrimų, eksperimentiniai metodai, kiekybinė mikroskopijos platforma ir dinaminių baltymų atlasų kūrimo kodas dabar yra atvirai prieinami kitiems.

Baltų skaičiavimas gyvose ląstelėse

Dabartiniame tyrime nagrinėjamos HeLa ląstelės, plačiai naudojamos žmogaus vėžio ląstelių linijos. 28 baltymų, kurie yra svarbūs mitozei, dažniausiai buvo fluorescuojami CRISPR / Cas genomo redagavimu. Šie baltymai buvo stebimi, naudojant 3-D konokalinę mikroskopiją, kad pamatytumėte, kur yra ląstelė, kurioje jie yra kiekviename laiko momente. Mikroskopas yra toks jautrus, kad netgi galima apskaičiuoti baltymus, todėl tyrinėtojai dabar žino, jei tam tikroje vietoje yra 100, 1000 arba 10 000 baltymų. Visų baltymų atveju šie duomenys buvo integruoti į interaktyvų kompiuterinį modelį, kurio sukūrimas iš tiesų buvo didžiausia projekto dalis.

Apskritai žmogaus ląstelėse mitozėje dalyvauja apie 600 skirtingų baltymų. Visų 600 duomenų rinkinio užpildymas leistų mokslininkams visiškai suprasti informacijos perdavimą skirstomojoje ląstelėje ir kaip priimami tokie sprendimai, kaip vyksta iš vienos ląstelės ciklo fazės į kitą. Tai užtruks dar kelerius metus. "EMBL, mes nuolat papildome informaciją apie atlasą, tuo pačiu standartizuotu būdu tobulindami daugiau baltymų", - teigia EMBL Ellenbergo grupės tyrimų vadovas Stephanie Alexander. "Ilgainiui, išsami visų ląstelės baltymų apžvalga leis mums suvokti, kaip įvairūs svarbūs gyvenimo procesai, pavyzdžiui, ląstelių dalijimasis ir, pavyzdžiui, ląstelių mirtis, yra tarpusavyje susiję. Galite tai suprasti tik iš tinklo taško ".

menu
menu