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)使用細(xì)胞的視覺外觀或形態(tài)學(xué)來幫助理解它們的狀態(tài)和身份?,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)的研究小組已經(jīng)證明,用于研究形態(tài)學(xué)的高通量計算機(jī)化成像技術(shù)稱為細(xì)胞繪畫,可以提供對基因或疾病相關(guān)細(xì)胞作用的深入了解。基因等位基因,其功能或影響未知。
隨著Cell Painting(一種在Broad開發(fā)的技術(shù)),研究人員用熒光染料標(biāo)記八種細(xì)胞成分和細(xì)胞器(肌動蛋白,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,他們在顯微鏡下對細(xì)胞進(jìn)行成像,并在計算上生成形態(tài)特征或特征 - 細(xì)胞外觀的超過1,500個特征的可測量和可再現(xiàn)的變化 - 響應(yīng)于給定的擾動而出現(xiàn)。
在eLife網(wǎng)上發(fā)表的當(dāng)前研究中,Rohban,Carpenter及其同事在培養(yǎng)細(xì)胞中逐個過表達(dá)220個基因,染色細(xì)胞,并尋找與每個基因相關(guān)的特征。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),他們可以識別所研究的一半基因的這種特征。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)胞信號傳導(dǎo)途徑內(nèi)或與特定細(xì)胞信號傳導(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,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由全基因組關(guān)聯(lián)和其他特征和疾病的大規(guī)模遺傳研究所標(biāo)記的遺傳變異背后的生物學(xué)機(jī)制。
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