近日，來自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局（NIST）的研究者開發(fā)出了一種新型的模型，用于對(duì)一組細(xì)胞對(duì)給定環(huán)境或刺激做出反應(yīng)和改變的情況進(jìn)行量化預(yù)測(cè)。新型的研究模型可以對(duì)一系列細(xì)胞復(fù)雜的進(jìn)化過程分配可靠的數(shù)字，而且為的生物工業(yè)化操作和基于干細(xì)胞的療法提供更為的能力。
細(xì)胞的行為和命運(yùn)在部分上是由DNA來決定的，活細(xì)胞對(duì)于內(nèi)外環(huán)境的反應(yīng)，比如說是其內(nèi)部特殊蛋白質(zhì)的濃度或者其外部的化學(xué)環(huán)境，都是具有固有的概率的，我們并不能預(yù)測(cè)任何細(xì)胞未來的狀況到底如何。研究者表示，這種固有的不確定性zui終都會(huì)出現(xiàn)一種結(jié)果，尤其是干細(xì)胞使用過程中，zui終都會(huì)發(fā)生安全效用事件，因?yàn)楹茈y在培養(yǎng)基中得到100%*意義上的干細(xì)胞zui終分化的狀態(tài)。
這項(xiàng)研究中，研究者并沒有使用干細(xì)胞，而是使用了成纖維細(xì)胞，一種常見的細(xì)胞模型。研究者運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的追蹤技術(shù)，修改了基因的特性。研究者給編碼構(gòu)建胞外支架蛋白的基因中摻入了編碼熒光分子的小片段，當(dāng)細(xì)胞基因的表達(dá)量越高，那么熒光分子的發(fā)光越亮，以亮度作為基因表達(dá)量的多少。隨后研究者用顯微鏡來監(jiān)控細(xì)胞培養(yǎng)基，每隔15分鐘進(jìn)行照相，持續(xù)40小時(shí)，來記錄細(xì)胞的行為波動(dòng)情況。
研究者使用軟件來分析所獲得的圖像，來自個(gè)體細(xì)胞的時(shí)間流失數(shù)據(jù)以及整個(gè)細(xì)胞群的時(shí)間依賴數(shù)據(jù)都進(jìn)行統(tǒng)計(jì)模型分析，結(jié)果用算術(shù)方法描述為細(xì)胞效應(yīng)的范圍，同時(shí)也揭示了細(xì)胞如何表現(xiàn)出這種反應(yīng)。研究結(jié)果為預(yù)測(cè)細(xì)胞改變特性的百分比提供了可能性，對(duì)于生物工業(yè)來說，可以更好地來控制細(xì)胞的生物過程。如果適用于干細(xì)胞，那么這種技術(shù)就會(huì)被用于預(yù)測(cè)細(xì)胞分化的速度以及某一時(shí)間點(diǎn)未分化細(xì)胞存在的可能性。
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