Wire News

Өлүм убактысы: Жаңы технология көбүрөөк тактык үчүн керек

Жазылган редактор

Мээ клеткасынын качан өлгөнүн айтуу таң калыштуу. Микроскоптун астында жигердүү эмес жана фрагменттүү көрүнгөн нейрондор бир нече күн бою кандайдыр бир өмүр же өлүм лимбосунда сакталып калышы мүмкүн жана кээ бирлери инерттүү көрүнгөндөн кийин күтүлбөгөн жерден кайра сигнал бере башташат.

Нейродегенерацияны изилдеген изилдөөчүлөр үчүн нейрондор үчүн "өлүм убактысы" деген так декларациянын жоктугу клетканын өлүмүнө кандай факторлор алып келерин аныктоону жана карыган клеткаларды өлүүдөн сактап кала турган дарыларды текшерүүнү кыйындатат.              

Эми Гладстоун институттарынын изилдөөчүлөрү жаңы технологияны иштеп чыгышты, бул аларга бир эле учурда миңдеген клеткаларды көзөмөлдөөгө жана топтун кайсы бир клеткасынын өлүмүнүн так учурун аныктоого мүмкүндүк берет. Команда Nature Communications журналында жарыяланган макалада бул ыкма кемирүүчүлөрдүн жана адамдын клеткаларында, ошондой эле тирүү зебра балыктарында иштээрин жана клеткаларды бир нече жумадан бир нече айга чейин ээрчүү үчүн колдонсо болорун көрсөттү.

"Өлүмдүн так убактысын алуу нейродегенеративдик оорулардын себебин жана натыйжасын аныктоо үчүн абдан маанилүү", - дейт Стив Финкбейнер, MD, PhD, Гладстондогу Системалар жана Терапевтика борборунун директору жана эки жаңы изилдөөнүн улук автору. "Бул бизге кайсы факторлор клетканын өлүмүнө түздөн-түз себеп болуп жатканын, кайсынысы кокустук экенин жана кайсынысы өлүмдү кечеңдетүүчү механизмдер болушу мүмкүн экенин аныктоого мүмкүндүк берет."

Science Advances журналында жарыяланган кошумча макалада изилдөөчүлөр клетка сенсору технологиясын машиналык үйрөнүү ыкмасы менен айкалыштырышып, компьютерге тирүү жана өлгөн клеткаларды адамга караганда 100 эсе тез жана так айырмалоону үйрөтүштү.

Финкбейнердин илимий программасынын жетекчиси Жереми Линсли: «Мындай маалыматтарды кол менен талдоо үчүн колледж студенттерине бир нече ай талап кылынган жана биздин жаңы системабыз дээрлик көз ирмемде иштейт — ал чындыгында микроскопто жаңы сүрөттөрдү алганга караганда тезирээк иштейт», — дейт Жереми Линсли, PhD, PhD. лабораториясы жана эки жаңы макаланын биринчи автору.

Эски сенсорго жаңы амалдарды үйрөтүү

Клеткалар өлгөндө, себеби же механизми кандай болбосун, акырында майдаланып, кабыкчалары бузулат. Бирок бул деградация процесси убакытты талап кылат, бул илимпоздор үчүн эчак иштебей калган клеткаларды, ооруп жаткан жана өлүп жаткан клеткаларды жана дени сак клеткаларды айырмалоону кыйындатат.

Изилдөөчүлөр, адатта, флуоресценттик тегдерди же боёкторду убакыттын өтүшү менен микроскоп менен оорулуу клеткаларды ээрчүү үчүн колдонушат жана алар бул бузулуу процессинде кайда экенин аныктоого аракет кылышат. Өлгөн клеткаларды тирүү клеткалардан айырмалоо үчүн көптөгөн индикатордук боёктор, тактар ​​жана этикеткалар иштелип чыккан, бирок алар көбүнчө өчүп калганга чейин кыска убакыттын ичинде гана иштешет жана аларды колдонгондо клеткалар үчүн уулуу болушу мүмкүн.

Линсли: «Биз чындап эле клетканын бир нече саатка эмес, бүткүл өмүрүнө созула турган индикаторду кааладык», - дейт Линсли.

Линсли, Финкбейнер жана алардын кесиптештери алгач клетканын ичиндеги кальцийдин деңгээлин көзөмөлдөө үчүн иштелип чыккан кальций датчиктерин тандап алышкан. Клетка өлүп, анын кабыкчалары агып кеткендиктен, анын бир терс таасири кальцийдин клетканын суулуу цитозолуна кирип кетиши, анда кальцийдин деңгээли салыштырмалуу төмөн.

Ошентип, Линсли кальций датчиктерин цитозолго жайгаштыруу үчүн ойлоп чыгарды, ал жерде кальцийдин деңгээли клетканын өлүшүн көрсөткөн деңгээлге жеткенде гана флуоресцентке айланат. Генетикалык жактан коддолгон өлүм индикатору (GEDI, Жылдыздар согушундагы Джеди сыяктуу айтылат) деп аталган жаңы сенсорлор клетканын каалаган түрүнө киргизилип, клетканын бүт өмүрү бою тирүү же өлүк экенин билдире алат.

Кайра конструкцияланган сенсорлордун пайдалуулугун текшерүү үчүн топ микроскоптун астына ар биринде GEDI бар нейрондордун чоң топторун жайгаштырган. Кээ бир учурларда нейродегенерацияга дуушар болгон жана башкаларында уулуу кошулмаларга дуушар болгон миллиондон ашык клеткаларды визуализациялагандан кийин, изилдөөчүлөр GEDI сенсору клетканын өлүмүнүн башка көрсөткүчтөрүнө караганда алда канча так экенин аныкташты: сенсор болгон бир дагы учур болгон эмес. активдешип, клетка тирүү калган. Мындан тышкары, бул тактыктан тышкары, GEDI клетканын өлүмүн мурунку методдорго караганда эртерээк, клетканын өлүмү үчүн "кайтарылбай турган чекитке" жакын аныктагандай көрүнгөн.

"Бул тирүү жана өлүк клеткаларды мурда эч качан мүмкүн болбогондой ажыратууга мүмкүндүк берет" дейт Линсли.

Суперадам өлүмүн аныктоо

Линсли GEDI жөнүндө өзүнүн бир тууганына айткан — Дрю Линсли, PhD, Браун университетинин ассистенти, чоң масштабдагы биологиялык маалыматтарга жасалма интеллектти колдонууга адистешкен. Анын бир тууганы изилдөөчүлөргө компьютердик системаны клетканын формасынын негизинде тирүү жана өлгөн мээ клеткаларын таанууга үйрөтүү үчүн сенсорду машиналык үйрөнүү ыкмасы менен бирге колдонууну сунуштады.

Команда жаңы сенсордун натыйжаларын ошол эле нейрондордогу стандарттуу флуоресценттик маалыматтар менен бириктирип, BO-CNN деп аталган компьютердик моделди өлүп жаткан клеткалардын көрүнүшү менен байланышкан типтүү флуоресценция үлгүлөрүн таанууга үйрөтүштү. Бир тууган Линсли модели 96 пайыз так жана адам байкоочулар жасай алгандан жакшыраак жана тирүү жана өлүк клеткаларды айырмалоонун мурунку ыкмаларына караганда 100 эсе тезирээк болгонун көрсөттү.

"Кээ бир клетка түрлөрү үчүн адам үчүн клетканын тирүү же өлүү экенин түшүнүү өтө кыйын, бирок биздин компьютердик моделибиз GEDIден үйрөнүп, аларды биз мурда билбеген сүрөттөрдүн бөлүктөрүнүн негизинде айырмалай алган. тирүү жана өлүк клеткаларды айырмалоого жардам берген», - дейт Жереми Линсли.

GEDI да, BO-CNN да эми изилдөөчүлөргө мээ клеткалары качан жана кайда өлөөрүн аныктоо үчүн жаңы, жогорку ылдамдыктагы изилдөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берет — бул эң маанилүү оорулардын айрымдары үчүн абдан маанилүү чекит. Алар ошондой эле нейродегенеративдик ооруларда клетканын өлүмүн кечеңдетүү же болтурбоо үчүн дарыларды текшере алышат. Же болбосо, рак болгон учурда, алар оорулуу клеткалардын өлүмүн тездетүүчү дарыларды издей алышат.

Финкбейнер мындай дейт: "Бул технологиялар клеткаларда өлүм кайда, качан жана эмне үчүн болорун түшүнүү жөндөмүбүздүн оюн өзгөртөт". «Биринчи жолу биз роботтун жардамы менен микроскопиянын жетишкендиктери менен камсыздалган ылдамдыкты жана масштабды чындап колдонуп, клетканын өлүмүн так аныктай алабыз жана муну өлүм учуруна чейин жакшыраак жасай алабыз. Бул көптөгөн нейродегенеративдик ооруларды айыктырууга мүмкүн эмес болгон спецификалык терапияга алып келет деп үмүттөнөбүз.

Related Маалымат

Автор жөнүндө

редактор

eTurboNew үчүн башкы редактору Линда Hohnholz болуп саналат. Ал Гонолулу, Гавайидеги eTN штабында жайгашкан.

Комментарий калтыруу

Бөлүшүү...