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      突破性的染色體成像可以幫助開發(fā)新的治療方法
      
			
      
				2019-03-03 16:06:39
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      染色體，每個含有數(shù)百或數(shù)千個基因，就像細胞如何發(fā)育和表現(xiàn)的詳細說明書一樣。人類基因組由23對染色體組成，含有超過30億個堿基對DNA，但即使染色體結(jié)構(gòu)中最小的突變或變異也會對人類發(fā)育和疾病產(chǎn)生巨大影響。
      

      突破性的染色體成像可以幫助開發(fā)新的治療方法
      

      為了充分了解與細胞分裂錯誤相關(guān)的疾病范圍，科學(xué)家們必須能夠詳細檢查健康和患病的染色體。更好地成像和理解染色體機制將增加對人類疾病原因的了解并幫助藥物發(fā)現(xiàn)。歐盟資助的CHROMAVISION項目正在應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。
      

      該項目的研究人員開發(fā)了一種突破性的成像和操作平臺，使分子生物學(xué)家能夠放大染色體的微小細節(jié)。它將允許科學(xué)家自動從小組織或細胞樣本中分離出單個染色體，并將它們送到超分辨率顯微鏡。
      

      “染色體異常是許多疾病的特征，如癌癥，由于母親衰老導(dǎo)致的生育能力下降，以及脆性X綜合征等神經(jīng)系統(tǒng)疾病，”CHROMAVISION項目協(xié)調(diào)員Gijs Wuite在阿姆斯特丹自由大學(xué)說。因此，我們的目標(biāo)是大大改善染色體圖像，以便了解這些異常情況以及由于染色體分離錯誤而產(chǎn)生的許多重要疾病。
      

      單分子操作
      

      染色體異常通常在細胞生命周期的中期階段最清楚地揭示，當(dāng)時染色體在細胞分裂之前變稠和凝聚。因此，CHROMAVISION的研究人員專注于開發(fā)新的解決方案，以自動隔離組織和細胞樣本中的單個中期染色體。
      

      該方法利用了許多尖端的單分子操作技術(shù)。其中包括一種創(chuàng)新的光學(xué)流體芯片 - 一種能夠?qū)⑷旧w與其他細胞材料隔離開來的芯片實驗室設(shè)備 - 以及用于捕獲和操縱單個染色體的光學(xué)鑷子。然后可以通過超分辨率熒光顯微鏡在3D中成像分離的染色體。
      

      這些工具結(jié)合起來形成了超分辨率相關(guān)鑷子熒光顯微鏡，這是一種由工業(yè)項目合作伙伴Lumicks商業(yè)化的染色體成像設(shè)備，這是一家從阿姆斯特丹自由大學(xué)分拆出來的，為研究人員提供動態(tài)單分子分析儀器。
      

      高分辨率3D圖像將使研究人員能夠非常詳細地研究染色體，解決臨床和基礎(chǔ)研究中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，并可能通過識別可能與疾病相關(guān)的異常來實現(xiàn)突破性發(fā)現(xiàn)。
      

      3D，超分辨率，實時圖像
      

      “這種儀器將首次在接近生理條件下實現(xiàn)3D，超分辨率，實時中期染色體觀察和操作研究，”Wuite說。“中期染色體成像的工具和工作流程現(xiàn)在或多或少都已完成，我們正在積極開展示范項目，以說明技術(shù)組合的力量。”
      

      該平臺還具有重要的臨床價值，可以識別和監(jiān)測癌癥的異質(zhì)性，基因組不穩(wěn)定性和腫瘤的多樣性，使其對治療產(chǎn)生抗性。
      

      “更好的成像和對染色體機制的理解將極大地擴展我們對人類疾病的起因和起源的認識，并將有助于藥物發(fā)現(xiàn)和新療法的開發(fā)，”Wuite說。
      
			

			
        
      
			
      
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