Béatrice Garnier Travaillant avec des centaines de milliers d’images haute résolution, l’équipe de l’Allen Institute for Mobile Science, une division de l’Allen Institute, a chiffré l’organisation interne des cellules humaines – un thought biologique qui s’est jusqu’à présent révélé exceptionnellement difficile à quantifier.
Grâce à ce travail. même parmi des cellules génétiquement identiques cultivées dans des circumstances identiques. L’équipe a décrit son travail dans un posting publié aujourd’hui dans la revue Mother nature.
“La façon dont les cellules sont organisées nous dit quelque selected sur leur comportement et leur identité”, a déclaré Susanne Rafelski, Ph.D. directrice adjointe de l’Allen Institute for Mobile Science, qui a dirigé l’étude avec le scientifique principal Matheus Viana, Ph.D. “Ce qui manquait sur le terrain, alors que nous essayons tous de comprendre comment les cellules changent en termes de santé et de maladie, est une manière rigoureuse de gérer ce variety d’organisation. Nous n’avons pas encore exploité ces informations.”
Cette étude fournit une feuille de route aux biologistes pour comprendre l’organisation de différents sorts de cellules de manière mesurable et quantitative, a déclaré Rafelski. Il révèle également certains principes organisationnels clés des cellules étudiées par l’équipe de l’Institut Allen, connues sous le nom de cellules souches pluripotentes induites par l’homme.
Comprendre comment les cellules s’organisent dans des conditions saines – et toute la gamme de variabilité contenue dans “regular” – peut aider les scientifiques à mieux comprendre ce qui ne va pas dans la maladie. L’ensemble de données d’images, les cellules souches génétiquement modifiées et le code utilisé dans cette étude sont tous accessibles au general public pour que d’autres scientifiques de la communauté puissent les utiliser.
“Une partie de ce qui fait que la biologie cellulaire semble insoluble est le fait que chaque cellule semble différente, même lorsqu’il s’agit du même style de cellule. Cette étude de l’Institut Allen montre que cette même variabilité qui a longtemps tourmenté le domaine est, en fait, une occasion d’étudier les règles selon lesquelles une cellule est assemblée », a déclaré Wallace Marshall, Ph.D. professeur de biochimie et de biophysique à l’Université de Californie à San Francisco et membre du comité consultatif scientifique de l’Institut Allen pour la science cellulaire. Conseil. et je m’attends à ce que beaucoup d’autres adoptent la même méthodologie.”
Calcul de la poire de nos cellules
remark nos cellules organisent-elles leur intérieur ?
Arriver à la réponse, il s’est avéré, est vraiment complexe. Imaginez que vous aménagez votre bureau avec des centaines de meubles différents, qui doivent tous être facilement accessibles, et dont beaucoup doivent se déplacer librement ou interagir en fonction de leur tâche. Imaginez maintenant que votre bureau est un sac de liquide entouré d’une high-quality membrane, et bon nombre de ces centaines de meubles sont des sacs de liquide encore as well as petits. Parlez d’un cauchemar de layout d’intérieur.
Les scientifiques ont voulu savoir 😕 La “framework A” est-elle toujours au même endroit, ou est-ce aléatoire ?
L’équipe a rencontré un défi en comparant la même structure entre deux cellules différentes. Même si les cellules étudiées étaient génétiquement identiques et élevées dans le même environnement de laboratoire, leurs formes variaient considérablement. Les scientifiques ont réalisé qu’il serait not possible de comparer la placement de la composition A dans deux cellules différentes si une cellule était courte et blobby et l’autre était longue et en forme de poire.
À l’aide d’analyses informatiques. Cet espace de forme comprend huit proportions différentes de variation de forme, des choses comme la hauteur, le volume, l’allongement et les “poires” et “haricots” bien décrites. Les scientifiques ont ensuite pu comparer des pommes avec des pommes (ou des haricots avec des haricots), en examinant l’organisation des buildings cellulaires à l’intérieur de toutes les cellules de forme similaire.
“Nous savons qu’en biologie, la forme et la fonction sont interdépendantes, et il est essential de comprendre la forme des cellules pour comprendre leur fonctionnement”, a déclaré Viana. “Nous avons mis au issue un cadre qui nous permet de mesurer la forme d’une cellule, et dès que vous le faites, vous pouvez trouver des cellules de formes similaires, et pour ces cellules, vous pouvez alors regarder à l’intérieur et voir comment tout est arrangé.”
Organisation stricte
Lorsqu’ils ont examiné la placement des 25 constructions mises en évidence, en comparant ces constructions dans des groupes de cellules de formes similaires, ils ont constaté que toutes les cellules s’installaient de manière remarquablement similaire. Malgré les variants massives de la forme des cellules, leur organisation interne était étonnamment cohérente.
Si vous regardez remark des milliers de cols blancs rangent leurs meubles dans un immeuble de bureaux de grande hauteur, c’est comme si chaque travailleur plaçait son bureau en plein milieu de son bureau et son classeur précisément dans le coin le moreover à gauche. peu importe la taille ou la forme du bureau.
Il en va de même pour les cellules. se préparent à se diviser ou sur ce qui ne va pas au niveau microscopique dans la maladie. Les chercheurs ont examiné deux variantes de leur ensemble de données : les cellules aux bords des colonies de cellules et les cellules qui subissaient une division pour créer de nouvelles cellules filles, un processus connu sous le nom de mitose. Dans ces deux états, les scientifiques ont pu trouver des changements dans l’organisation interne corrélés aux différents environnements ou activités des cellules.
“Cette étude rassemble tout ce que nous avons fait à l’Institut Allen pour la science cellulaire depuis le lancement de l’institut”, a déclaré Ru Gunawardane, Ph.D. directeur exécutif de l’Institut Allen pour la science cellulaire. “Nous avons construit tout cela à partir de zéro, y compris les mesures pour mesurer et comparer différents features de l’organisation des cellules. Ce qui me passionne vraiment. que nous ne pouvions jamais demander auparavant.”
