Ведущий медицинский интернет-сайт Баку
Ученые из США представили новый способ увидеть, как клетки в организме организуют себя, проливая современный свет на строительные блоки жизни. В новой базе данных, включающей 200 000 изображений, ученые зафиксировали детали богатой вариации их форм – даже среди генетически идентичных клеток, выращенных в одинаковых условиях.
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature, стало кульминацией всей работы Института клеточной науки Аллена в Сиэтле, которую он вел с момента своего основания 8 лет назад.
Эта важная веха в клеточной биологии – открытие «принципов дизайна» клетки – открывает потенциал для поиска новых методов лечения заболеваний, при которых клетки работают неправильно, а методы и выводы обобщаются практически на любую клетку.
Для исследования ученые разработали новый метод анализа человеческих клеток, который позволяет получить новый тип информации, выходящий за рамки геномики: вычислительные данные о трехмерной пространственной организации и морфологии – по сути, о форме клетки и о том, как организованы ее внутренние компоненты в трех измерениях.
После того, как они применили цифры и математические принципы к организации клеток, они обнаружили бесконечное разнообразие форм клеток.
Используя вычислительный анализ, исследователи разработали так называемое «пространство форм», которое описывает внешнюю форму. Сюда входят такие параметры, как объем, удлинение и «грушевидность» или «бобовидность» формы.
Новый тип данных позволит исследователям раскрыть основополагающие принципы формы и внутренней организации. Понимание того, как клетки организуют свои части в здоровых условиях, и диапазон изменчивости в пределах «нормы» – ключ к пониманию того, что идет не так при заболеваниях.
Некоторые первые принципы организации, которые мы обнаружили:
Клетки организуют свои внутренние структуры сходным образом, несмотря на широкую вариацию формы, демонстрируя «надежность расположения органелл в клетке».
Положение имеет значение: клетки, расположенные по краям колоний, имеют специфическую форму и расположение органелл внутри. Эти клетки также имеют различную экспрессию белков.
«Отчасти клеточная биология кажется непостижимой из-за того, что каждая клетка выглядит по-разному, даже если это клетки одного типа», – говорит Уоллес Маршалл, профессор биохимии и биофизики Калифорнийского университета в Сан-Франциско и член консультативного совета Института Аллена.
«Та самая изменчивость, которая уже давно мучает эту область, на самом деле является возможностью изучить правила, по которым клетка собирается вместе, и я ожидаю, что многие другие примут ту же методологию».
Эта работа также закладывает основу для понимания операционной системы клетки, особенно того, как соотносятся три важных фактора – организация, поведение, молекулярная идентичность.
«Мы создали все это с нуля, включая метрики для измерения и сравнения различных аспектов организации клеток», – сказал Ру Гунавардане, доктор наук, исполнительный директор Института клеточной науки Аллена.
«Что меня действительно радует, так это то, что мы и другие члены сообщества теперь сможем опираться на это и задавать вопросы о клеточной биологии, которые мы никогда не могли задать раньше».
www.bakumedinfo.com