科學家們發(fā)布了人類細胞分裂的第一個可視化，為癌癥和其他疾病的新潛在治療方法鋪平了道路。有絲分裂是健康的人體細胞分裂的過程，負責從受精卵生出嬰兒，到我們的身體自我修復的所有過程。

雖然進入有絲分裂的過程可能是已知的，但是直到現(xiàn)在我們還沒有看到它們的作用。根據(jù)艾倫細胞科學研究所的科學家的說法，這是一個重要的區(qū)別，因為只有當你查看整體機制時，你才能開始梳理它是如何完全運作的——以及它如何出錯。

對后者的影響是顯著的。例如，癌癥是細胞異常生長的結(jié)果。調(diào)節(jié)生長和分化的基因發(fā)生改變，然后這些錯誤自我放大并最終在連鎖反應(yīng)中發(fā)展為更嚴重的疾病。

艾倫研究所的研究人員發(fā)布了一個新的Allen Cell Explorer，這是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的模型和可視化工具，可以顯示人類細胞是如何分裂的。它說明了 15 種不同的關(guān)鍵細胞結(jié)構(gòu)如何在細胞分裂的五個階段改變它們的形狀、復制、消失和重新組裝在人類干細胞中。在 3D 查看器中，用戶可以從各個角度探索該過程。

該團隊使用了 75 個代表性細胞的圖像，這些圖像取自該組織維護的近 40,000 個數(shù)據(jù)庫。每一個都展示了一個活的人類干細胞系，經(jīng)過基因編輯，不同的結(jié)構(gòu)會發(fā)出熒光標簽。

“這些可視化使我們能夠通過將它們疊加在同一空間中來同時直接查看許多不同的結(jié)構(gòu)，”艾倫細胞科學研究所動畫細胞團隊主任格雷厄姆約翰遜博士談到該工具時說。“現(xiàn)在科學家們可以進行更具體、更準確的比較并進行討論。”

雖然它可能自然發(fā)生，但細胞分裂的過程是一個極其復雜的過程。首先，細胞復制其染色體，即定義細胞功能的代碼。該副本與其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)一起被打包到兩個“子”單元中。然后整個事情分裂，創(chuàng)建 - 理論上 - 兩個匹配的單元格。

問題是，如果復制和分割過程出錯，癌癥和其他疾病就會隨之而來。異常細胞生長的最常見途徑之一是不正確的分裂，其中一個子細胞的染色體多于應(yīng)有的數(shù)量，而另一個則太少?？紤]到各種因素，實際看到這種情況如何發(fā)生，直到現(xiàn)在一直是一場斗爭。

“有絲分裂對癌癥和癌細胞至關(guān)重要。迄今為止，對有絲分裂和癌癥的研究主要集中在染色體上，但細胞中很少有東西是孤立地工作的，”國家癌癥研究所癌癥研究中心主任、國家癌癥研究所癌癥研究中心成員 Tom Misteli 博士說。艾倫細胞科學研究所的科學咨詢委員會對這項研究說。“這個新工具將這一切結(jié)合在一起，使研究人員能夠?qū)⒓毎煌糠种g的點連接起來。直到現(xiàn)在我們還沒有。”

可視化工具已經(jīng)幫助研究人員確定了有絲分裂過程的新元素。首先，在早期的中期階段有一個他們稱之為“觸發(fā)點”的地方，15 個細胞結(jié)構(gòu)中的許多結(jié)構(gòu)突然發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。與此同時，在中期，就在分裂之前，細胞間結(jié)構(gòu)組織的變化最少。

當然，從這個工具到治療甚至可能治愈或預防癌癥的新方法還有很長的路要走。盡管如此，更好地了解細胞如何復制，以及在該過程的每個階段出現(xiàn)問題的方式，對于找出解決一些最致命疾病的新方法至關(guān)重要。