Инженер создает уникальное программное обеспечение, которое предсказывает судьбу стволовых клеток

Автор: Mega
Просмотров: 2871
Комментариев: 0
Категория: Медицина
Дата: 24-02-2010, 21:54
Инженер создает уникальное программное обеспечение, которое предсказывает судьбу стволовых клеток
Программное обеспечение, разработанное Эндрю Коэн, доцент кафедры электротехники, анализирует промежуток времени захвата изображения жить поведения стволовых клеток. Это позволит ученым для поиска механизмов, которые контролируют стволовых клеток, специализация, основные препятствия в продвижении использования клеточной терапии для лечения болезни. Это также может привести к новым исследованиям в причинах рака, который включает в себя клетки, которые непрерывно самоуправления возобновить.
Программа, созданная инженером в Университете Висконсин-Милуоки (УВРГ) можно не только предсказать типы специализированных клеток стволовых клеток будет производить, но и предвидеть результат до стволовых клеток даже разногласия.

Программное обеспечение, разработанное Эндрю Коэн, доцент кафедры электротехники, анализирует промежуток времени захвата изображения жить поведения стволовых клеток. Это позволит ученым для поиска механизмов, которые контролируют стволовых клеток, специализация, основные препятствия в продвижении использования клеточной терапии для лечения болезни. Это также может привести к новым исследованиям в причинах рака, который включает в себя клетки, которые непрерывно самоуправления возобновить.

Стволовые клетки играют ключевую роль в развитии человека, а также создают возможности для ремонта тканей и органов, поврежденных в результате заболевания или травмы. Но, с тем чтобы использовать стволовые клеточной терапии, биологам необходимо лучше понять механизмы, которые контролируют дифференциацию стволовых клеток.

"Это совершенно новый набор инструментов для развития биологии", говорит Коэн, и он поддерживает районе, где нет другого интеллектуального решения существуют ".

Исследование опубликовано 7 февраля в журнале Nature Methods. Соавторами являются Мишель Cayouette и Франсиско Гомес нейробиологов в Научно-исследовательский институт cliniques де Монреаль, и Бадри Roysam, профессор вычислительной техники в Rensselaer Polytechnic Institute.

Программное обеспечение 87 процентов точны в определении специфических "Offspring" стволовых клеток, в конечном счете производят, и 99 процентов точного прогнозирования, когда самообновления этих стволовых клеток будет завершен в специализации.

Охота на маркеры


В качестве примера полезности программного обеспечения, Коэн СИТЕС с использованием стволовых клеток для лечения глазных заболеваний, дегенерация желтого пятна. Стволовых клеток необходимо производить больше фоторецепторов нейронов для лечения для достижения успеха. "Но если вы просто имплантировать стволовые клетки в сетчатку, существуют и другие типы клеток, которые могут развиваться", говорит он, "и что потенциально может сделать видение пациента хуже".

Нахождение решения была затруднена тем, что существует очень мало маркеров, которые могут предсказать результаты деления клеток.

Тонкая поведения, которые характеризуют популяции стволовых клеток с разными судьбами которые трудно или невозможно для человека наблюдатели признают. Инструмент Коэна, который работает на стандартном ПК, имеет возможность отслеживать и составления прогнозов на срок до 40 камер в реальном времени. Он превосходит человеческий глаз в выявлении различий в том, как клетки со временем меняются.

Современные методы наблюдения живой клетки производят терабайт данных, что требует том огромного количества вычислений, чтобы найти наиболее соответствующую информацию. Новый кластер компьютеров в СЭАС была куплена всего за такого рода исследований. Для управления интеллектуальным аспектам программы, Коэн использовал уникальную чувствительны математических подход, основанный на алгоритмической теории информации.

Ответы в ДНК

Ученые мало знают о программировании результатов стволовых клеток, кроме того, что это многогранный процесс.

"Во многих случаях, стволовые клетки захватывают их развития, сигналы от окружающей их среды, говорит Коэн. "Часть программного механизма определяются окружающими клетками. Но если эти клетки начинают развиваться особым образом, их потомство продолжать двигаться по этому пути, даже если изменения во внешней среде. Поэтому на определенном этапе они были запрограммированы на произвол судьбы".

Исследователи разработали программное обеспечение будет использоваться для изоляции генов и белков, которые контролируют процесс специализации, который может позволить исследователям выявить и в конечном итоге управлять этими запрограммированные механизмы.

Брайан Линк "является развитие биологии в медицинском колледже штата Висконсин, который работает с Коэн, но не является автором документа Nature Methods. Два будут поставить программное обеспечение для испытаний для изучения поведения органелл внутри клетки в качестве индикаторов судьбу стволовых клеток.

"Метод не является совершенным", говорит Link. "Это ничего не говорит нам о влиянии поведения. Он говорит нам, что конкретное поведение важным, но это не говорит нам, как".

Тем не менее, этот инструмент уже зарекомендовал себя, говорит он. В исследовании стволовых клеток сетчатки крыс, программное обеспечение Коэна независимо подтвердили значение по крайней мере одной клетки поведения, что лабораторные Линка ранее идентифицировали с помощью метода генной манипуляции.

Научно-популярное онлайн издание "Меганаука"