科学家尝试绘制人体“谷歌地图”

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  旨在研究细胞是咋样相互连接和作用的

  这是一张正在发育的肝脏图,单个细胞在图中显示为圆点。图片来源:纽卡斯尔大学

  美国国立卫生研究院(NIH)正在尝试将新兴技术转化为有用的数据集,目的是研究人体数万亿个细胞究竟是咋样相互连接和相互作用的。研究人员上周在《自然》杂志上撰文称,人类生物分子图谱计划(HuBMAP)旨在描述人体生物化学环境以及单个细胞在人体主要器官中的位置。相关研究使用了被《科学》杂志誉为2018年年度突破的一项技术。

  HuBMAP负责人、印第安纳州西拉菲特市普渡大学分析化学家Julia Laskin说,其目标是“建立有另另一一三个小 构成健康系统的基线”。她说,通过这名 依据,研究人员将并能发现疾病中出显的哪几块的问题报告 。

  直到最近,生物医学家对人体器官是咋样工作的都并能了有另另一一三个小 大致的了解。如今,当当让我们成功地在特定组织中获得了基因活动(当基因打开和关闭时)的信息。基因活动决定了细胞的功能,但器官由多种细胞组成,每一种细胞全是自己的分子形态学 。

  2016年,利用使研究人员并能对单个细胞进行常规研究的技术,来自全球的90位科学家推出了人类细胞图谱(HCA),目的是对细胞在不同组织中的运作依据进行分类。

  HCA创始成员之一、马萨诸塞州剑桥市布罗德研究所计算系统生物学家Aviv Regev说,这项工作目前涉及来自65个国家的10000名科学家,获得了这名 机构的支持,包括维康基金会和欧盟的地平线2020计划。

  这篇10月9日发表在《自然》杂志上的论文的通讯作者、加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学基因学家Michael Snyder说,HuBMAP代表了美国政府对这名 国际项目的承诺。

  “希望HuBMAP并能在领导能力和构建框架方面发挥重要作用”,这将促使HCA与这名 十几块专注于特定器官(如大脑、肺、肾脏以及癌前组织和癌前组织)单细胞分析的项目结合起来。

  这名 融合将涉及建立通用的标准、协议和数据表示依据。“当当让我们希望并能尽可能多地比较‘苹果机6手机手机6和苹果机6手机手机6’‘小米蕉和小米蕉’。”Snyder说。

  总的来说,NIH预计未来8年将在HuBMAP上花费2亿美元。到目前为止,NIH可能在未来4年里向大概120名研究人员提供了51000万美元的资助。

  这名 团队将研究细胞一种——除了选着基因活性和使用这名 组学依据外,当当让我们还将使用荧光显微镜和成像依据分发关于蛋白质、脱氧核糖核酸修饰、脂质、核糖核酸和这名 关键分子的空间信息,以构建细胞的三维地图。

  另这名 团队的任务是开发计算机工具,以一种连贯的依据呈现哪几块数据,并允许研究人员探索地图集。

  第三组团队,包括Laskin在内,正在开发更好的技术来研究哪几块细胞。Laskin说,并且的发展是必要的,可能对于单细胞,“你只时需非常小量的材料进行分析”。

  《自然》杂志一起也发表了两篇利用HCA新数据的论文。在一项研究中,英国纽卡斯尔大学皮肤科医生Muzlifah Haniffa和她的同事研究了来自发育中的肝脏的14万个细胞,以及7.4万个皮肤、肾脏和卵黄囊细胞,并描述了血液和免疫系统是咋样形成的。当当让我们报告说,怀孕7到17周后,肝脏产生哪几块血液和免疫细胞的能力指在了变化。

  在第二篇论文中,英国爱丁堡大学临床科学家Prakash Ramachandran及其同事使用单细胞技术描述了所有参与形成病变肝脏疤痕组织的细胞。哪几块细胞包括5个关键细胞的亚型——被称为巨噬细胞的白细胞、排列在血管上的内皮细胞和被称为肌成纤维细胞的瘢痕形成细胞。Ramachandran说,了解哪几块细胞以及它们咋样与每个细胞交流,都并能找到阻止疤痕形成的依据。

  来自这两篇论文的数据将成为正在开发的图谱的一每项,NIH的Richard Conroy将其描述为身体的“谷歌图谱”,在那里你都并能深入到每个细胞的分子细节。上周,HCA在西班牙巴塞罗那市召开了一次会议,以了解这项努力的进展状态并讨论咋样向前推进。NIH将在明年春季与之一起主办另一次会议。“令人兴奋的是,”Regev说,“所有哪几块部件是咋样组合在一起的。” (赵熙熙)

[ 责编:肖春芳 ]

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