该图像显示了由不同颜色和空间模式的“生物传感器条形码”标记的细胞
约翰·霍普金斯医学院的一项研究展示了条形码工具如何用于同时识别和跟踪细胞间的通信信号，包括那些驱动癌症形成的信号
作者:约翰·霍普金斯医学院的小杨明和黄传祥 自从1974年第一个条形码出现在一包口香糖上以来，现在无处不在的系统使制造商、零售商和消费者能够快速有效地识别、表征、定位和跟踪产品和材料
在11月1日首次发布在网上的一篇论文中
2021年2月26日，在《细胞》杂志上，约翰·霍普金斯医学院和约翰·霍普金斯大学的研究人员展示了他们如何在分子水平上做同样的事情，研究了癌细胞使用不同种类的条形码系统相互“交谈”的方式——一种由模式和颜色的组合组成，每一组都与通信网络中的特定生化活动相关联
资深研究作者黄传祥(熊)说:“当癌细胞交流时，许多蛋白质不断改变它们相互作用的方式。”
D
博士
D
约翰·霍普金斯大学医学院病理学助理教授
“传统上，深入、实时地研究这种信号一直很困难，因此我们需要一种方法，能够同时对网络中发生的一切进行成像、跟踪和分析，从而揭示这些活动之间的真实关系
" 黄说，基因编码的荧光生物传感器以前被用于研究细胞蛋白质功能，包括癌细胞中的信号活动
生物传感器是用荧光团标记的蛋白质片段，荧光团是通过吸收特定波长的光能并发射更长波长的光而发光的荧光分子，每种颜色都与细胞中的特定活动有关
使用荧光显微镜对这些传感器显示的颜色的类型、位置和强度进行成像，研究人员可以准确无误地记录不同细胞区域中的蛋白质
黄说:“例如，特定颜色的强度、它们在细胞内的位置以及一种颜色与另一种颜色的比率的变化，揭示了正在研究的蛋白质的活性水平，以及它们如何实时相互作用。”
然而，黄说，当研究人员需要跟踪像癌细胞通讯网络这样的复杂系统时，荧光生物传感器的用处是有限的
他解释说，这是因为不同的生物传感器通常具有非常相似的颜色，并且在一起成像时无法相互区分
该研究的主要作者Jr-杨明博士说:“在过去，如果你想观察几十个跟踪信号网络中不同蛋白质活动的生物传感器，每个生物传感器都必须在持续数小时的单独实验中成像。”
D
约翰·霍普金斯大学医学院的研究助理
“此外，为了了解通信网络的特性，必须重复这些实验
除了时间投入之外，单独的成像运行增加了出现变化的可能性，使得很难确定活动的变化来自真实的影响
" 黄和他的同事们克服了这些问题，他们将不同颜色和定位模式的荧光蛋白结合起来，创建了“生物传感器b arcodes”，这种工具可以同时识别和跟踪大量不同蛋白质的生物传感器，包括那些驱动癌症形成的蛋白质
黄说:“为了并行跟踪多种信号蛋白活动，我们将不同的生物传感器与单个细胞中的特定条形码配对，然后使用延时显微镜对它们进行混合和成像。”
“由于每个细胞都有不同的条形码，我们也可以使用这种方法来识别混合细胞中的不同细胞群，并研究它们如何相互交流
" 黄说，这些图像是用人工智能机器学习系统分析的，该系统是由该研究的合著者迟蔚宇创建的
D
，在他的实验室做博士后
“人工智能分析使我们能够在几秒钟内而不是几小时内读取条形码，这是观察不同蛋白质的活性如何随着时间同步的关键一步，”迟说
黄说:“使用生物传感器条形码，我们希望获得比以往更多的见解和更全面的观点，了解癌基因(启动癌细胞发展的基因)如何影响癌细胞之间的交流，以及与免疫系统等其他网络的交流。”
“这些发现可能有助于指导新的干预和治疗
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
