Inimese raku jagunemise esimene interaktiivne mudel

My Friend Irma: The Red Hand / Billy Boy, the Boxer / The Professor's Concerto (Aprill 2019).

Anonim

Mitosis - üks rakk jagub ja muutub kaheks - on üks elutähtsatest protsessidest. EMBL teadlased on nüüd tootnud esimese interaktiivse valkude kaardi, mis muudab meie rakud jagunemiseks, võimaldades kasutajatel täpselt jälgida, kus ja millistel rühmitustel valke juhtida jagamisprotsessi edasi. Inimese raku jagunemise esimene dünaamiline valkude atlas on avaldatud Nature'is 10. septembril 2018.

2010. aastal tegi sama EMBL-i grupi juhitud suur uurimus kindlaks, millised inimese genoomi osad on vaja, et inimese rakk jagataks ELi MitoChecki projekti osana. Kuid rakud ei tööta genoomse DNA-ga; nad juhivad valke, mida see kodeerib. Valgud teostavad enamus tööd rakus, moodustades raku operatiivtaseme. Protsessid nagu mitoos nõuavad sadade erinevate valkude tihedat koordineerimist ruumis ja ajas. Valgud töötavad sageli gruppides, sarnaselt suurte ehitusplatsil asuvate ehitustöötajate spetsialistide rühmadele.

"Praeguseks on individuaalsed laborid enamasti vaadanud üksikute valkude elus rakkudes, " ütleb EMBLi juhtiv projektijuht Jan Ellenberg. "Jätkuvat ELi projekti MitoSys toetusel võime nüüd kasutada süsteemset lähenemist ja uurida suuremat pilti, uurides dünaamilisi võrgustikke, mis moodustavad elus inimrakkudes paljusid valke."

Saadud mitootiliste rakutallide abil integreeritakse need andmed interaktiivse 4-D arvutimudelisse. Selles avalikus ressursis võivad teadlased vabalt valida mitootiliste valkude kombinatsiooni ja näha reaalajas, kus ja kellega nad töötavad raku jagamise ajal.

Tööriistade jagamine, et teha rohkem rakuvariante

Rakkude jagunemine on elutähtis protsess. Kui see läheb valesti, võib esineda defekte, näiteks viljakuse probleeme ja vähki. Ellenberg: "Peale mitoosi võib siinkohal välja töötatud tehnoloogiaid uurida valke, mis juhivad teisi rakulisi funktsioone, näiteks rakusurma, rakkude migratsiooni või vähirakkude metastaasi. Võttes arvesse dünaamilisi võrgustikke, mis need valkud moodustavad, saame tuvastada kriitilised turvaaukud, kus on ainult üks valk, kes vastutab kahe ülesande ühendamisel ilma varundamiseta. "

Dünaamilisel võrgupõhisel vaatepunktil vaadeldes haigustundlikke protsesse pakub uut perspektiivi nende kriitiliste lingid leidmiseks, kus neid saab nende lõikamiseks või ümberpööramiseks tugevdada. Selliste uuringute tegemiseks tulevikus on eksperimentaalsed meetodid, kvantitatiivne mikroskoopiaplatvorm ja dünaamiliste valkude atlasete loomise kood nüüd avalikult teiste jaoks kasutatavad.

Valkude arvutamine elusrakkudes

Praeguses uuringus vaadeldi HeLa rakke, mis on inimese vähirakkude laialdaselt kasutatav rida. Mitoosi jaoks olulised 28 valku tehti fluorestseeruvaks peamiselt CRISPR / Casi genoomi redigeerimisega. Seejärel jälgiti neid valke, kasutades 3-D konokaalse mikroskoopiat, et näha, kus nad asuvad igal ajahetkel. Mikroskoop on nii tundlik, et isegi on võimalik valke lugeda, nii teadlased teavad nüüd, kui teatud kohas on 100, 1000 või 10 000 valku. Kõikide valkude puhul integreeriti need andmed interaktiivseks arvuti mudeliks, mille loomine oli tegelikult kõige suurem osa projektist.

Kokku on inimrakkudes mitoosi kaasatud umbes 600 erinevat valku. Andmebaasi lõpuleviimine kõigile 600-le võimaldaks teadlastel täielikult aru saada teabe edastamisest jagavas lahtris ja sellest, kuidas tehakse otsuseid, nagu näiteks ühest rakutsükli etapist teise. See võtab veel mitmeid aastaid. "EMBLis lisame täiskasvanutele pidevalt lisateavet, saates rohkem valgud sama standardiseeritud viisil, " ütleb EMBLi Ellenbergi grupi teadusuuringute juht Stephanie Alexander. "Pikemas perspektiivis võimaldab täieliku ülevaate kõik rakkude valgud näha, kuidas on erinevad olulised elusprotsessid, näiteks rakkude jagunemine ja rakusurm, näiteks üksteisega seotud. Seda saab mõista ainult võrgupunktist vaatevinklist. "

menu
menu