המודל האינטראקטיבי הראשון של חלוקת התא האנושי

A theory of everything | Garrett Lisi (יוני 2019).

Anonim

מיטוזה - איך תא אחד מתחלק והופך לשניים - הוא אחד התהליכים הבסיסיים של החיים. חוקרים ב- EMBL הפיקו כעת את המפה האינטראקטיבית הראשונה של חלבונים שגורמים לתאים שלנו לחלק, ומאפשרים למשתמשים לעקוב בדיוק היכן ובאיזה קבוצות החלבונים מעבירים את תהליך החלוקה קדימה. זו אטלס חלבון דינמי הראשון של חלוקת התא האנושי מתפרסם בטבע ב -10 בספטמבר 2018.

בשנת 2010, מחקר גדול בראשות אותה קבוצת EMBL זיהה אילו חלקים של הגנום האנושי נדרשים לתא האנושי לחלק, כחלק מפרויקט MitoCheck של האיחוד האירופי. אבל התאים אינם פועלים על דנ"א גנומי; הם רצים על החלבונים שהוא מקודד. החלבונים מבצעים את רוב העבודה בתא, מה שמייצר את הרמה המבצעית של התא. תהליכים כמו מיטוזה דורשים תיאום הדוק של מאות חלבונים שונים בחלל ובזמן. חלבונים עובדים לעתים קרובות בקבוצות, בדומה לצוותים המתמחים של עובדי בניין באתר בנייה גדול.

"עד כה, מעבדות בודדות התבוננו בעיקר בחלבונים בודדים בתאים חיים", אומר יאן אלנברג, מנהל הקבוצה ב- EMBL שהוביל את הפרויקט. "נתמך על ידי הפרויקט האירופי מעקב MitoSys עכשיו היינו יכולים לקחת גישה למערכות, ולהסתכל על התמונה הגדולה יותר על ידי לימוד רשתות דינמיות חלבונים רבים הטופס בתאים אנושיים חיים."

תוצאת ה- Mitotic Cell Atlas משלבת נתונים אלה במודל מחשב אינטראקטיבי בתלת-ממד. במשאב הציבורי הזה, מדענים יכולים לבחור באופן חופשי כל שילוב של חלבונים מיטוטיים ולראות בזמן אמת היכן ועם מי הם עובדים במהלך חלוקת התא.

שיתוף הכלים כדי להפוך אטלס תא יותר

חלוקת תאים היא תהליך חיוני של החיים. כאשר זה משתבש, פגמים כמו בעיות פוריות וסרטן יכול להתרחש. אלנברג: "מלבד מיטוזה, ניתן להשתמש בטכנולוגיות שפותחו כאן כדי לחקור חלבונים שמניעים תפקודים תאיים אחרים, למשל מוות של תאים, נדידת תאים או גרורות של תאים סרטניים.על ידי בחינת הרשתות הדינאמיות שנוצרו החלבונים הללו, אנו יכולים לזהות נקודות תורפה קריטיות, נקודות שבהן יש רק חלבון אחד שאחראי לקשר שתי משימות יחד ללא גיבוי ".

מבט על תהליכים רלוונטיים למחלה מנקודת מבט דינמית ברשת מספק נקודת מבט חדשה כדי למצוא את הקישורים הקריטיים שלהם, שם ניתן לחתוך או rewired כדי לחזק אותם. כדי לאפשר מחקרים כאלה בעתיד, שיטות הניסוי, פלטפורמת מיקרוסקופיה כמותית, ואת הקוד כדי ליצור אטלסים חלבונים דינמיים זמינים כעת בגלוי לאחרים להשתמש.

ספירת חלבונים בתאים חיים

המחקר הנוכחי בחן את תאי הלה, קו בשימוש נרחב בתאי סרטן אנושיים. 28 חלבונים חשובים עבור מיטוזה נעשו פלורסנט בעיקר על ידי CRISPR / Cas עריכת הגנום. חלבונים אלה היו במעקב מכן באמצעות מיקרוסקופיה 3-D confocal, כדי לראות איפה בתא הם ממוקמים בכל נקודת זמן. המיקרוסקופ רגיש כל כך שאפשר אפילו לספור את החלבונים, כך החוקרים יודעים עכשיו אם יש 100, 1000 או 10, 000 חלבונים במקום מסוים. עבור כל החלבונים, הנתונים הללו שולבו במודל מחשב אינטראקטיבי - יצירתו היתה למעשה החלק הגדול ביותר של הפרויקט.

בסך הכל, ישנם כ 600 חלבונים שונים המעורבים מיטוזה בתאים אנושיים. השלמת הנתונים עבור כל 600 תאפשר למדענים להבין באופן מלא את העברת המידע בתוך התא המפריד, וכיצד ההחלטות - כמו מעבר משלב מחזור אחד של התא לשלב הבא. זה ייקח עוד כמה שנים של עבודה. "ב- EMBL, אנחנו כל הזמן מוסיפים מידע לאטלס על ידי הדמיה של חלבונים יותר באותה דרך סטנדרטית", אומרת סטפני אלכסנדר, מנהלת המחקר בקבוצת אלנברג של EMBL. "בטווח הארוך, סקירה מלאה של כל החלבונים של התא תאפשר לנו לראות כיצד תהליכים חשובים שונים של החיים, כמו חלוקת תאים ומוות תאים למשל, קשורים זה לזה, אתה יכול רק להבין את זה מנקודת רשת של נוף ".

menu
menu