近日，來自國家標準技術局（NIST）的研究者開發(fā)出了一種新型的模型，用于對一組細胞對給定環(huán)境或刺激做出反應和改變的情況進行量化預測。新型的研究模型可以對一系列細胞復雜的進化過程分配可靠的數字，而且為的生物工業(yè)化操作和基于干細胞的療法提供更為的能力。
細胞的行為和命運在部分上是由DNA來決定的，活細胞對于內外環(huán)境的反應，比如說是其內部特殊蛋白質的濃度或者其外部的化學環(huán)境，都是具有固有的概率的，我們并不能預測任何細胞未來的狀況到底如何。研究者表示，這種固有的不確定性zui終都會出現一種結果，尤其是干細胞使用過程中，zui終都會發(fā)生安全效用事件，因為很難在培養(yǎng)基中得到100%*意義上的干細胞zui終分化的狀態(tài)。
這項研究中，研究者并沒有使用干細胞，而是使用了成纖維細胞，一種常見的細胞模型。研究者運用標準的追蹤技術，修改了基因的特性。研究者給編碼構建胞外支架蛋白的基因中摻入了編碼熒光分子的小片段，當細胞基因的表達量越高，那么熒光分子的發(fā)光越亮，以亮度作為基因表達量的多少。隨后研究者用顯微鏡來監(jiān)控細胞培養(yǎng)基，每隔15分鐘進行照相，持續(xù)40小時，來記錄細胞的行為波動情況。
研究者使用軟件來分析所獲得的圖像，來自個體細胞的時間流失數據以及整個細胞群的時間依賴數據都進行統計模型分析，結果用算術方法描述為細胞效應的范圍，同時也揭示了細胞如何表現出這種反應。研究結果為預測細胞改變特性的百分比提供了可能性，對于生物工業(yè)來說，可以更好地來控制細胞的生物過程。如果適用于干細胞，那么這種技術就會被用于預測細胞分化的速度以及某一時間點未分化細胞存在的可能性。
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