建一个com网站要多少钱,郑州建网站msgg,仿素材下载网站源码,seo性能优化来源#xff1a;中国生物技术网传统上#xff0c;科学家们使用光、X射线和电子来观察组织和细胞的内部。如今#xff0c;科学家们能够在整个大脑中追踪线状的神经纤维#xff0c;甚至可以观察活的小鼠胚胎如何产生原始心脏中的跳动细胞。但是这些显微镜无法看到的是#x… 来源中国生物技术网传统上科学家们使用光、X射线和电子来观察组织和细胞的内部。如今科学家们能够在整个大脑中追踪线状的神经纤维甚至可以观察活的小鼠胚胎如何产生原始心脏中的跳动细胞。但是这些显微镜无法看到的是细胞在基因组水平上发生了什么。显微镜再次被改造细胞和组织中分子的空间结构分析是生物学研究和临床实践的基础。传统上研究人员会使用光学显微镜、X射线或电子显微镜来观察而且这些技术还可以在整个大脑中追踪类似线状的神经纤维甚至可以观察活体小鼠胚胎产生驱动心跳的细胞。但有一件事是上述显微技术无法捕捉到的即细胞在基因组水平上发生了什么。近日来自美国霍华德休斯医学研究所HHMI的生物物理学家Joshua Weinstein、计算生物学家Aviv Regev以及2018年入选HHMI的新研究员、分子生物学家张锋发明了一种非传统的成像方法称为“DNA显微镜”。它可以实现这一点。该团队使用DNA标签来帮助确定样本中分子的相对位置而不是依赖于光或任何一种光学仪器。这项新技术未来可以让科学家们加快免疫疗法的发展帮助患者的免疫系统与癌症作斗争。该研究近日已发表在《Cell》上。图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.05.019。Weinstein说通过使用DNA显微镜这些研究人员能够构建细胞图像同时获得大量的基因组信息。“这为我们提供了另一层我们无法观察到的生物学。”Regev说“这是一种全新的显微镜类别。这不仅仅是一种新技术而是一种我们以前从未考虑过要做的事情。使用DNA显微镜下图科学家们可以准确地重建用荧光显微镜捕获的细胞图像上图。图片来源Cell到目前为止显微技术主要分为两大类。一种是基于光学。光学显微镜可以追溯到17世纪它依靠可见光来照射样本。电子显微镜、荧光显微镜、薄层显微镜等都是基于样品发射光子或电子的原理。第二种是基于由显微镜定义位置的解剖样本。然后计算机程序将每个解剖的片段拼接成完整样本的图片。光学成像可以提供亚细胞结构和作用的复杂图像。基于解剖的显微镜可以为科学家提供遗传信息。Weinstein和他在麻省理工学院的同事们想要创造一种一劳永逸的方法即拍摄细胞位置的快照并拼出驱动它的特定基因序列。这对研究遗传多样性细胞的科学家来说非常重要。Weinstein说”免疫系统就是一个完美的例子。免疫细胞基因可以变化为单个DNA字母每种变异都可以引发细胞产生的抗体类型发生显著变化。当细胞位于组织内时也可以改变抗体的产生。如果你只关注其中一个那么你只看到了部分画面。”Regev说捕捉如此完整的细胞图像并不需要昂贵的显微镜或其他昂贵的设备。你只需要一个样本和一个移液器。在这张来自DNA显微镜的散点图数据中科学家们使用一种算法来确定分子的相对位置(根据分子基因序列分类的色点)。资料来源J. Weinstein在这项研究中首先科学家们将实验室中培养的细胞固定在反应器中然后把这些分子粘附在RNA分子上并给每个分子一个独特的标签。接下来该团队使用化学反应对每个标记的分子进行复制制造出越来越多的副本形成了从每个分子的原始位置扩展出来的生长堆。图片来源CellWeinstein说“把每一个分子想象成一个向外发射自己信号的无线电发射塔。”最终被标记的分子与其他被标记的分子发生碰撞迫使它们成对地连接在一起。彼此靠近的分子更容易发生碰撞产生更多的DNA对。离得越远的分子生成的对就越少。DNA测序仪会拼出样品中每个分子的字母但这需要长达30个小时。于是研究团队发明了一种算法以解码数据并将原始数据转换成图像。Weinstein说“你基本上能重建你在光学显微镜下看到的东西。这两种方法是互补的。即使分子在样本中是稀疏的光学显微镜也能很好地观察它们而当分子致密甚至彼此堆积时DNA显微镜就会表现得更好。”通过DNA显微镜提供样品中细胞群数据的可视化。图片来源:Weinstein等/Cell科学家们认为DNA显微镜有一天可以让科学家们加快免疫疗法的发展帮助患者的免疫系统与癌症作斗争。张锋说“每个细胞都有一个独特的DNA字母或基因型组成。通过直接从正在被研究的分子中捕获信息DNA显微镜开辟了一条将基因型与表型联系起来的新途径。”Regev补充说“这种显微镜的可能性是非常大的。我们希望它能激发人们的想象力从我们从未想过的伟大想法中得到启发。”原始出处Joshua A. Weinstein et al. DNA microscopy: Optics-free spatio-genetic imaging by a stand-alone chemical reaction. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.05.019.未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
