تلاش عظیم فناوری درباره مرتب سازی سلولهای مبتنی بر تصویر می باشد

تلاش عظیم فناوری درباره مرتب سازی سلولهای مبتنی بر تصویر می باشد

554 0

سلول های مبتنی بر جریان سیاتومتری بیش از 50 سال پیش اختراع شده، ، به وسیله آزمایشگاه های زیست شناسی برای جداسازی فیزیکی سلول ها بر اساس نمایه ها که نشانگر سطح جهانی می باشد، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. اما در 27 اوت در مجله Cell ، یک تیم بین المللی و چندین موسسه از محققان، تکامل بعدی در این فرایند حیاتی، «سلول های فعال شده تصویر» یا کوتاه مدت IACS را بازتاب می کند.

IACS یک دستگاه هوشمند است که تکنولوژی های نوری، میکرو فلوئید، الکتریکی، محاسباتی و مکانیکی را به کار می گیرد تا سلول ها را براساس نه تنها بر روی پروفایل های فنوتیپی جهانی خود، بلکه همچنین بر خواص مکانی و مورفولوژیکی آنها با استفاده از یک رویکرد مبتنی بر تصویر، مرتب سازد. محققان یک پلت فرم نوآورانه باز می کنند که در آن کاربران می توانند ایده ها را ارائه دهند، نمونه های جالبی را ارائه می دهند و آنها را در ماشین ساخته شده در دانشگاه توکیو آزمایش می کنند. به طور جداگانه یک راه اندازی، CYBO، Inc، تکنولوژی هوشمند IACS را به یک محصول تجاری تبدیل خواهد کرد.

“هدف ما گسترش توانایی فلوسایتومتری از شدت های 1D به تصاویر 2D برای مرتب سازی سلول ها با معماری های فضایی منحصر به فرد از بیومولکول ها است. این به بررسی مسائل زیست شناختی جدید بنیادی مانند” چگونه معماری سلولی مولکولی با عملکرد فیزیولوژیکی مرتبط است Keisuke Goda یک شیمیدان فیزیکی در دانشگاه توکیو است، بیان می کند: “ما ابزار توسعه یافته را در نظر می گیریم که به طور گسترده مطالعات ژن ها بر مکان بندی فضایی مولکول های مختلف در سلول تأثیر می گذارد.”

محققان برای ایجاد واقعیت IACS نیاز به تعادل بین سرعت و دقت داشتند. با یک نیروی متشکل از بیش از 50 کارشناس از 26 موسسه از جمله دانشگاه توکیو، دانشگاه ناگویا، دانشگاه کیوتو، RIKEN، UCLA و دانشگاه کلمبیا، Goda و همکارانش روشی را برای جدا کردن سلولهای هدف در زمان واقعی بدون وقفه در هنگام استفاده از عمیق یادگیری برای سرعت بخشیدن به داده های با وضوح بالا پیدا کرده اند. 2 سال برای طراحی، 2 سال برای توسعه زیر سیستم ها، و 2 سال دیگر برای ادغام آنها و آزمایش بستر در نمونه های میکروالگا و نمونه های خون مورد نیاز بود. Goda، یک محقق سابق در LIGO (گروه لرزش گیرنده گرانشی-موج) که در سال گذشته جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد، استراتژی LIGO را برای رهبری تیم برای ساخت دستگاه بسیار پیچیده بین رشته ای و پیچیده به کار برد.

همانطور که با تمام سیتومترهای جریان، یک لوله حاوی یک نمونه از سلول های معلق در پورت تزریق قرار داده می شود تا در سیستم IACS وارد شود. در طول اجرا، سلول ها  به صورت تصویر در می آیند، زیرا آنها تحت یک لنز میکروسکوپ قرار می گیرند. داده ها در زمان واقعی جمع آوری می شوند و برای ساختن تصمیم مرتب سازی استفاده می شوند، به طوری که سلول هایی که با معیارها روبرو هستند از لحاظ فیزیکی از آنها جدا می شوند. پس از اتمام، دو لوله حاوی قطعات مرتب شده و باقی مانده از نمونه جمع آوری می شوند، تحت میکروسکوپ نوری بررسی می شوند و برای عملکرد و خلوص مورد بررسی قرار می گیرند. بر خلاف جریان سیاتومتر، سلول ها را می توان از جمعیت های ناهمگونی بزرگ بر اساس پارامترهای فضایی و مورفومتریک مانند محلی سازی پروتئین درون سلولی و تعامل سلول های سلولی که توسط Goda و همکارانش نشان داده شده است مرتب شده اند.

“این پلت فرم، با استفاده از الگوریتم های یادگیری عمیق، قادر به گرفتن تصویر، پردازش تصویر، تصمیم گیری و عملکرد می شود، همه در عرض 32 میلی ثانیه، و از این رو متوجه جستجوی واقعی سلول هوشمند مبتنی بر تصویر در زمان واقعی و مرتب سازی با سرعت بی سابقه ای حدود 100 سلول در ثانیه ، “خداحافظ” می گوید. فن آوری هوشمند IACS بسیار متنوع است، می تواند انواع مختلفی از سلول های مختلف را در زمینه های مختلف از میکروبیولوژی به هماتولوژی و انواع مختلفی از اکتشافات مکانیکی در علوم زیستی، دارویی و پزشکی داشته باشد.

در حال حاضر پلتفرم برای تجزیه و تحلیل سلول های فردی بهینه شده است و نمی تواند از اجزای بیولوژیکی بزرگتری مانند سلول های کروئیدی، organoids، قطعات بافت و کل موجودات زنده برخوردار باشد. با این حال، محققان در حال برنامه ریزی برای تغییر کانال های مایکروویو و سیستم های نوری برای ایجاد این امکان در آینده هستند. و از آنجا که سیستم بسیار بزرگ و پیچیده است، آسان ساختن در آزمایشگاه های خارجی نیست. در کوتاه مدت، محققان از پلت فرم نوآورانه باز برای کمک به هر کسی که علاقه مند به استفاده از این ابزار است استفاده خواهند کرد.

منبع داستان:

موارد ارائه شده توسط Cell Press. 

بازنشر(Cite this article as):
دکتر دلارام رسولی مکرمی. تاپ نیوز: تلاش عظیم فناوری درباره مرتب سازی سلولهای مبتنی بر تصویر می باشد. آخرین ویرایش: آگوست 28, 2018. https://psychology.e-teb.com/?post_type=post&p=2882

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.