创新的机械生物学研究扩展了对细胞的理解

根据Cell Reports的一篇新论文，研究人员开发出一种新技术，可以在不影响细胞生理的情况下探测细胞变化 - 这是一项重大进步，可帮助科学家更密切地研究细胞变化，从而解决人类健康问题。

这项被称为变形显微镜的技术使科学家能够更准确地评估生物系统与机械环境之间的相互作用，以治疗肌肉骨骼，心脏和神经疾病。

科罗拉多州立大学教授Soham Ghosh以及科罗拉多大学博尔德分校的几位研究人员担任该论文的第一作者。

再生医学和发育生物学启发技术的进步有可能成为人类健康的主要障碍。随着团队的发现，科学家们可以更清楚地了解细胞的物理变化如何促进细胞发育 - 这是一个被称为机械生物学的研究领域。

在2018年秋季加入科罗拉多州立大学之前，Ghosh和他在CU Boulder的同事开发了这项技术，使用基于图像的公式以高分辨率非侵入性地探测生物系统的机制。结果是显着的，无阻碍的细胞图像和细胞核内部，暴露了生物系统和机械环境之间的缺失环节。通过在高放大倍数下观察和分析细胞和细胞核，所有复杂的结构体系都变得可见。这有助于研究人员了解空间细节和动态细胞变形，随后揭示了亚细胞和亚核区域在正常生理环境中的表现与病态环境的关系。

近二十年来，生物学中的机械探测已经普遍存在。以前的技术是侵入性的，扰乱了细胞的生理学。变形显微镜可以产生高精度，显微镜的基于图像的应变图，可以量化细胞和细胞核可以维持的痛苦，彻底改变以前对机械生物学的了解。

该论文由Ghosh，CU教授Corey P. Neu，CU研究生Benjamin Seelbinder和其他撰稿人撰写。“这项技术可以以前所未有的速度推动机械生物学领域，”Ghosh说。“该技术已在多种应用中证明具有强大功能，并开辟了新的研究途径。”

Ghosh将利用变异显微镜和其他方法的变异来量化细胞工程和机械生物学实验室中细胞中的生物现象，以研究与干细胞功能相关的单细胞变化问题。例如，尽管具有相同的遗传密码，研究人员可以研究为什么我们的个体组织在功能上是不同的。他的实验室将研究细胞的直接环境，表观遗传学和细胞核的染色质结构组织之间的相互作用。

“变形显微镜将把我实验室的研究带到新的高度，我期待着由于这一突破性的进步而很快就会展开的发现，”Ghosh补充道。

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