根據(jù)Cell Reports的一篇新論文，研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，可以在不影響細(xì)胞生理的情況下探測(cè)細(xì)胞變化 - 這是一項(xiàng)重大進(jìn)步，可幫助科學(xué)家更密切地研究細(xì)胞變化，從而解決人類健康問題。

這項(xiàng)被稱為變形顯微鏡的技術(shù)使科學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估生物系統(tǒng)與機(jī)械環(huán)境之間的相互作用，以治療肌肉骨骼，心臟和神經(jīng)疾病。

科羅拉多州立大學(xué)教授Soham Ghosh以及科羅拉多大學(xué)博爾德分校的幾位研究人員擔(dān)任該論文的第一作者。

再生醫(yī)學(xué)和發(fā)育生物學(xué)啟發(fā)技術(shù)的進(jìn)步有可能成為人類健康的主要障礙。隨著團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們可以更清楚地了解細(xì)胞的物理變化如何促進(jìn)細(xì)胞發(fā)育 - 這是一個(gè)被稱為機(jī)械生物學(xué)的研究領(lǐng)域。

在2018年秋季加入科羅拉多州立大學(xué)之前，Ghosh和他在CU Boulder的同事開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，使用基于圖像的公式以高分辨率非侵入性地探測(cè)生物系統(tǒng)的機(jī)制。結(jié)果是顯著的，無阻礙的細(xì)胞圖像和細(xì)胞核內(nèi)部，暴露了生物系統(tǒng)和機(jī)械環(huán)境之間的缺失環(huán)節(jié)。通過在高放大倍數(shù)下觀察和分析細(xì)胞和細(xì)胞核，所有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系都變得可見。這有助于研究人員了解空間細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)細(xì)胞變形，隨后揭示了亞細(xì)胞和亞核區(qū)域在正常生理環(huán)境中的表現(xiàn)與病態(tài)環(huán)境的關(guān)系。

近二十年來，生物學(xué)中的機(jī)械探測(cè)已經(jīng)普遍存在。以前的技術(shù)是侵入性的，擾亂了細(xì)胞的生理學(xué)。變形顯微鏡可以產(chǎn)生高精度，顯微鏡的基于圖像的應(yīng)變圖，可以量化細(xì)胞和細(xì)胞核可以維持的痛苦，徹底改變以前對(duì)機(jī)械生物學(xué)的了解。

該論文由Ghosh，CU教授Corey P. Neu，CU研究生Benjamin Seelbinder和其他撰稿人撰寫。“這項(xiàng)技術(shù)可以以前所未有的速度推動(dòng)機(jī)械生物學(xué)領(lǐng)域，”Ghosh說。“該技術(shù)已在多種應(yīng)用中證明具有強(qiáng)大功能，并開辟了新的研究途徑。”

Ghosh將利用變異顯微鏡和其他方法的變異來量化細(xì)胞工程和機(jī)械生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中細(xì)胞中的生物現(xiàn)象，以研究與干細(xì)胞功能相關(guān)的單細(xì)胞變化問題。例如，盡管具有相同的遺傳密碼，研究人員可以研究為什么我們的個(gè)體組織在功能上是不同的。他的實(shí)驗(yàn)室將研究細(xì)胞的直接環(huán)境，表觀遺傳學(xué)和細(xì)胞核的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)組織之間的相互作用。

“變形顯微鏡將把我實(shí)驗(yàn)室的研究帶到新的高度，我期待著由于這一突破性的進(jìn)步而很快就會(huì)展開的發(fā)現(xiàn)，”Ghosh補(bǔ)充道。