基于拓扑学原理，美国哥伦比亚大学研究人员开发了一个新工具，可用来描述细胞发育的多种可能路径，让科学家详细了解干细胞是如何发展成为其他细胞的。相关研究发表在1日出版的《自然·生物技术》上。
每个生物都始于一个细胞，其后不断。在被称为细胞分化的过程中，细胞会成为特殊的细胞，如心脏细胞、骨骼细胞或脑细胞等。要了解沿着分化路径发育的细胞内外部线索，科学家可以对其进行RNA测序。但对某些细胞来说，进行RNA测序效果并不理想，因为这些细胞通常处于不同的发育状态。为了解决这个问题，科学家开发出单细胞RNA测序技术，但仍需要面对不同细胞状态之间关系的问题。
为解决这一问题，哥伦比亚大学研究人员开发出一种称为单细胞拓扑数据分析（scTDA）的算法。该算法可分析单个细胞的RNA序列，重建潜在的发育轨迹，并及时捕获不同程序的进展情况。拓扑学是研究表面和形状之间空间关系的数学领域，在这一研究中，则被用于确定不同细胞状态和该状态下才活跃的基因之间的联系。
研究人员使用scTDA绘制了经成为运动神经元细胞的小鼠干细胞的发育路径。这一路线图准确地表明了这些细胞的发育轨迹——从干细胞开始，至神经元结束。通过查看哪些基因在路线图上的特定叉点附近是活跃的，就能够鉴定在不同时间节点引导细胞发育的蛋白质。该方法已经用于研究源自小鼠肺、人类胚胎和小鼠脑的干细胞的发育路径。
研究人员表示，新方法使他们能够深入了解细胞的潜在命运，了解控制细胞特征的关键转换，并找到使细胞发育免受负面影响的机会。他们期望以后会有更多发现，最终能够在特定发育阶段对个别细胞进行深入分析。 （记者刘海英）
2017年中国载人航天工程将全面走完“第二步”在2016年相继完成长征七号运载火箭首飞试验、天宫二号与神舟十一号载人飞行任务后，今年4月中下旬，将在文昌航天发射场发射天舟一号货运飞船，开展货物运输补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等多项关键技术试验。【详细】
6329米！国产水下滑翔机“海翼”刷新世界纪录我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机，在马里亚纳海沟挑战者深渊上完成了大深度下潜观测任务并安全回收，其最大下潜深度达到了6329米，刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录，为我国深渊科考提供了新的科考手段。【详细】
删除。
网友评论 ()条 查看