ヒト細胞分裂の最初の相互作用モデル

細胞分化のモデル (七月 2019).

Anonim

有糸分裂 - 細胞がどのように分裂して2つになるか - は、生命の基本的プロセスの1つです。 EMBLの研究者は、細胞を分裂させるタンパク質の最初のインタラクティブなマップを作成しました。これにより、タンパク質がどこでどのグループで分裂プロセスを推進するのかを正確に追跡することができます。 ヒト細胞分裂のこの最初のダイナミックタンパク質アトラスは、2018年9月10日に Nature に掲載されています。

2010年には、同じEMBLグループが率いる大規模な研究が、EU MitoCheckプロジェクトの一環として、人間の細胞が分裂するためにヒトゲノムのどの部分が必要であるかを特定しました。 しかし、細胞はゲノムDNA上で動かない。 彼らはそれがコード化するタンパク質で動く。 タンパク質は細胞の大部分を細胞内で処理し、細胞の操作レベルを形成します。 有糸分裂のようなプロセスは、数百の異なるタンパク質を空間と時間で緊密に調整する必要があります。 タンパク質は、大規模な建築現場の建設労働者の専門チームと同様に、しばしばグループで働く。

「これまで、個々のラボでは生きた細胞内の単一のタンパク質をほとんど見ていました」と、プロジェクトを率いたEMBLのグループリーダーであるJan Ellenberg氏は言います。 フォローアップEUプロジェクトMitoSysの支援を受けて、我々はシステムアプローチを取ることができ、生きたヒト細胞に多くのタンパク質が形成される動的なネットワークを研究することによって、より大きな画像を見ることができました。

結果として生じるMitotic Cell Atlasは、これらのデータをインタラクティブな4-Dコンピュータモデルに統合します。 この公的リソースでは、科学者は有糸分裂タンパク質の任意の組み合わせを自由に選択し、細胞分裂中にどこで、誰と一緒に働くのかをリアルタイムで見ることができます。

より多くのセル地図を作成するためのツールの共有

細胞分裂は人生の不可欠な過程です。 それがうまくいかないと、妊娠可能性の問題や癌などの不具合が発生する可能性があります。 Ellenberg:「有糸分裂の他に、ここで開発された技術は、細胞死、細胞の移動、癌細胞の転移など、他の細胞機能を促進するタンパク質を研究するために使用することができます。 、バックアップなしで2つのタスクをつなぎ合わせる役割を果たすタンパク質が1つしかないことを指摘している」

ダイナミックなネットワークの観点から病気に関連するプロセスを見ると、重要なリンクを見つける新しい視点が提供されます。重要なリンクを切断したり再配線して強化することができます。 将来、より多くのそのような研究を可能にするために、実験的方法、定量的顕微鏡検査プラットフォーム、および動的タンパク質アトラスを作成するためのコードは、他人が利用できるように公開されている。

生きた細胞のタンパク質を数える

現在の研究では、ヒト癌細胞の広く使用されているラインであるHeLa細胞を調べた。 有糸分裂に重要な28種のタンパク質は、主にCRISPR / Casゲノム編集によって蛍光を発した。 これらのタンパク質は、3-D共焦点顕微鏡法を用いて追跡され、細胞内のどこに位置するかを調べる。 顕微鏡は非常に感度が高く、タンパク質を数えることさえ可能であるため、研究者は特定の場所に100, 1000、または10, 000のタンパク質が存在するかどうかを知ることができます。 すべてのタンパク質について、これらのデータはインタラクティブなコンピュータモデルに統合されました。このモデルは、実際にはプロジェクトの最大の部分でした。

合計で、ヒト細胞の有糸分裂に関与する約600の異なるタンパク質が存在する。 すべての600のデータセットを完成させることで、分裂細胞内での情報の伝達や、ある細胞周期段階から次の段階への決定がどのように行われるかを科学者が完全に理解できるようになります。 これにはさらに数年かかるでしょう。 EMBLのEllenbergグループのリサーチマネージャーStephanie Alexanderは次のように述べています。「EMBLでは、我々は常に標準化された方法でより多くのタンパク質をイメージングしてアトラスに情報を追加しています。 「長期的には、すべての細胞のタンパク質の完全な概観は、例えば細胞分裂や細胞死のような異なる重要な生命過程がどのように相互に関連しているかを見ることができます。ビューの。 "

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