单个细胞的能量代谢第一次被相机捕捉

高分辨率图像的人体新陈代谢被相机捕捉第一次由于一项新技术,可以跟踪单个细胞的葡萄糖代谢。跟踪葡萄糖可以提供见解,甚至治疗癌症新疗法——一种疾病常常会破坏细胞的新陈代谢。

新技术结合荧光共振能量转移(Fret)两个光敏分子机器学习-一种分析基于计算机系统可以“学习”的数据,使分析更准确。这项技术使得运方和他的团队在芝加哥大学想象葡萄糖的代谢,糖酵解。团队转基因人类细胞表达一种特定的烦恼发光生物传感器分子葡萄糖分解时,使科学家们能够捕获过程使用荧光显微镜在镜头里。

葡萄糖是重要的能源几乎所有的细胞类型,但癌症的糖酵解过程中经常出错。这可能导致恶性细胞的病变,支持其移动能力,生长和分裂。通过配对担心技术和一种新的机器学习算法,方的团队能够获得糖酵解在以前无法实现的图像分辨率,显示细胞的哪些部分使用葡萄糖。“现在我们可以看和理解细胞内的细节,如细胞的某些领域哪里有增加糖酵解,”方说。“这是一个关键的技术创新。”

现有的担心技术的新的机器学习方法开辟了一个新的实验范围的可能性。葡萄糖代谢现在可以观察到与其他可见细胞过程允许团队表明,一些人类细胞时消耗更多的葡萄糖和抽搐——这将不可能证明在一个单一的实验。

Mis-regulated代谢可能导致一些癌细胞转移和入侵的新组织。这项新技术可以帮助科学家们更好地理解这些疾病过程之间的联系,并有助于发现新的治疗方法。新技术也导致研究人员发现一个未知的细胞表面受体葡萄糖吸收的能力。

加上现有技术,这(机器学习方法)将进一步帮助我们理解分子葡萄糖和其他关键能量如何影响癌症的代谢重新开发,和可以用来开发新的抗癌药物的目标,”说吉玛BeasyQuadram研究所的研究前列腺癌的葡萄糖代谢的影响。这是一个了不起的进步技术可用于癌症研究。

除了癌症研究,Fret-based机器学习技术的广泛应用已经被探索,包括帮助病人的免疫系统反应过度Covid-19。