細(xì)胞成像技術(shù)揭示了未表征基因或疾病相關(guān)基因變體的功能

自從顯微鏡發(fā)明以來，科學(xué)家們已經(jīng)將細(xì)胞的視覺外觀或形態(tài)學(xué)用作幫助理解其狀態(tài)和身份的一種方式?，F(xiàn)在由Broad Institute Imaging Platform主管Anne Carpenter和博士后研究員Mohammad Rohban領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)證明，用于研究形態(tài)學(xué)的高通量計(jì)算機(jī)化成像技術(shù)稱為細(xì)胞繪畫，可以提供對(duì)基因或疾病相關(guān)細(xì)胞作用的深入了解?；虻任换?，其功能或影響未知。

研究人員利用細(xì)胞繪畫(Broad Painting)開發(fā)的一種技術(shù)，用熒光染料標(biāo)記八種細(xì)胞成分和細(xì)胞器(肌動(dòng)蛋白，細(xì)胞質(zhì)RNA，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體，線粒體，細(xì)胞核，細(xì)胞核和質(zhì)膜)。然后，他們?cè)陲@微鏡下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行成像并計(jì)算生成形態(tài)特征或特征 - 細(xì)胞外觀的超過1,500個(gè)特征的可測(cè)量和可再現(xiàn)的變化 - 響應(yīng)于給定的擾動(dòng)而出現(xiàn)。

在eLife網(wǎng)上發(fā)表的當(dāng)前研究中，Rohban，Carpenter和他們的同事在培養(yǎng)的細(xì)胞中逐個(gè)過表達(dá)220個(gè)基因，染色細(xì)胞，并尋找與每個(gè)基因相關(guān)的特征。

研究小組發(fā)現(xiàn)，他們可以為所研究的一半基因識(shí)別出這樣的特征。此外，他們發(fā)現(xiàn)他們可以根據(jù)這些特征按功能對(duì)基因進(jìn)行分組。例如，過度表達(dá)重塑細(xì)胞骨架的基因(細(xì)胞的結(jié)構(gòu)支架)導(dǎo)致類似的特征，過表達(dá)特定細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑內(nèi)或與特定細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑相關(guān)的基因也是如此。

研究結(jié)果表明，細(xì)胞繪畫可以為研究人員提供廉價(jià)，高通量的方法來理解無特征基因的功能 - 這一類別目前包含超過30%的人類基因組。此外，細(xì)胞繪畫可以幫助確定遺傳變異背后的生物學(xué)機(jī)制，這些遺傳變異由全基因組關(guān)聯(lián)和其他大規(guī)模的性狀和疾病遺傳研究所標(biāo)記。

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