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      對斑馬魚進行成像一次一個細胞
      
			
      
				2019-03-18 10:57:55
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      莫格里奇研究所的一個新的成像項目可能是19世紀表現(xiàn)主義繪畫的生物學(xué)。想想梵高的“星光之夜”，這是一系列微小的色彩組合，形成一個強大的形象。除了這個研究項目的畫布將是斑馬魚，并且油漆將是發(fā)育中的胚胎的單個細胞。
      

      對斑馬魚進行成像一次一個細胞
      

      Morgridge醫(yī)學(xué)工程研究員Jan Huisken是一個雄心勃勃的項目的一部分，該項目旨在開發(fā)斑馬魚發(fā)育的完整細胞藍圖，從第一個細胞球到成年魚。通過精確定義每個細胞在復(fù)雜生物體的全面發(fā)育中所起的作用，該項目可以對再生生物學(xué)產(chǎn)生巨大的益處。
      

      該項目是美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)于10月2日宣布的“高風(fēng)險，高回報研究計劃”的2018年獲獎?wù)咧?。該項目是美國國立衛(wèi)生研究院院長辦公室頒發(fā)的10項轉(zhuǎn)型研究獎項之一，為研究人員的研究思路“可能創(chuàng)造或挑戰(zhàn)現(xiàn)有范例”提供資金。
      

      三個實驗室將為這項工作貢獻獨特的專業(yè)知識。項目負責(zé)人David Traver是加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物科學(xué)教授，他開發(fā)了獨特的工具來識別，色彩可視化和跟蹤斑馬魚干細胞。Sloan Kettering研究所的發(fā)育生物學(xué)家Zhirong Bao提供計算工具來跟蹤細胞隨時間的運動和功能。Huisken通過光片顯微鏡提供成像專業(yè)知識，可以對生活的斑馬魚胚胎進行非侵入性成像長達48小時。
      

      Huisken表示，該項目最強大的功能是將這三個領(lǐng)域 - 標簽，成像和跟蹤 - 結(jié)合起來，做一些單獨的實驗室無法單獨做的事情。
      

      “我們希望在斑馬魚中實現(xiàn)一些只能在更小的生物體中實現(xiàn)的東西，”Huisken說。“我們設(shè)想創(chuàng)建一個科學(xué)家可以研究的地圖集，看看所有的細胞譜系是如何形成的。”
      

      今天，發(fā)展藍圖的完成僅限于模式生物c。線蟲，一種相對簡單的蠕蟲，其早期開發(fā)的腳本幾乎就像計算一樣。但是在像斑馬魚這樣的更復(fù)雜的生物體中，從一個體到另一個體的變異要大得多，這使得確定細胞命運變得更加困難。
      

      該項目將使用激光標記系統(tǒng)為數(shù)百個早期細胞中的每一個隨機分配不同的顏色。每個單元格的顏色與其鄰居的顏色略有不同，允許研究人員跟蹤他們的遷移。
      

      有趣的是，這些細胞中的每一個的子細胞將攜帶與親本相同的顏色。Huisken說這會在整個魚身上產(chǎn)生馬賽克的彩色圖案。如果一組心臟細胞是特定的綠色陰影，他們將能夠?qū)⑦@些細胞映射回原始來源。
      

      Huisken說，通過光片顯微鏡進行的實時成像只能通過胚胎的前幾天實際完成。在發(fā)育到成年后期，魚將被固定，清除并用不同的光片配置快速成像。
      

      Huisken實驗室的另一個獨特貢獻將是一個綽號為Flamingo的顯微鏡。這種光學(xué)顯微鏡的迭代縮小到一個手提箱的大小，可以與具有易碎標本的生物實驗室共享。加州大學(xué)圣地亞哥分校和斯隆凱特靈的實驗室將能夠使用Flamingo來完善他們的方法，而高通量成像可以集中在Morgridge。
      

      斑馬魚區(qū)域理想的模式生物有很多原因。它們是半透明的，生長迅速并且高度多產(chǎn) - 一對夫婦每天可以生產(chǎn)一千個胚胎。它們?yōu)槊總€器官的形成提供了一個生動的窗口。
      
			

			
        
      
			
      
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