空间生物学的重新定义：Cleary的团队如何重新思考细胞通讯
在活组织中，细胞不断地被周围环境塑造。 它们对附近的信号作出反应，改变自己的行为，并影响邻近细胞的命运，创造出驱动健康和疾病的模式。 然而，长期以来，科学家们不得不在两种不完美的选择之间做出选择：他们可以分离细胞来澳门威尼斯人注册网站研究它们的内部运作，或者观察整个组织，而忽略个体相互作用的细节。 CRISPR筛选等技术使澳门威尼斯人注册网站研究人员能够绘制细胞内的遗传变化，但只能通过分解连接它们的自然结构。 因此，基因活动如何在真实的细胞环境中传播的大部分信息仍然是不可见的。 In a 最近的澳门威尼斯人注册网站研究 published 在 细胞, 波士顿大学 Assistant Professor 布莱恩·克利里 and his collaborators 在troduced Perturb-FISH, a method that captures genetic changes with在 and between cells while preserv在g the spatial architecture of liv在g systems.
Cleary和他的合作者将基于crispr的基因筛选与高分辨率空间转录组学相结合，开发了Perturb-FISH。 这种方法标志着技术和概念上的转变：它使科学家能够在完整组织中澳门威尼斯人注册网站研究基因表达和细胞间效应，而不是将细胞从环境中分离出来。 每个细胞都被标记上了一个独特的RNA向导，记录了它的遗传扰动，这些标记与基因活动的空间图一起被读出，让澳门威尼斯人注册网站研究人员从多维角度了解细胞如何反应，无论是单独的还是作为生命系统的一部分。 与早期仅揭示突变内部后果的工具不同，Perturb-FISH揭示了单个基因编辑如何在附近细胞中产生连锁反应，从而塑造整体组织行为。 “人们可以用它来澳门威尼斯人注册网站研究癌症，”克利里说。 “人们可以用它来澳门威尼斯人注册网站研究健康或异常发育，或任何其他疾病。 但我们的重点不在这些。 这是一项缺失的核心基础技术。” 一个早期的演示集中在自闭症相关基因上，展示了某些突变如何改变神经元内的钙信号。 Perturb-FISH使澳门威尼斯人注册网站研究人员能够在不同的系统中询问具有空间意识的遗传问题，从而建立了一个灵活的平台，可以为广泛的生物医学和发展澳门威尼斯人注册网站研究工作提供服务。
Cleary对Perturb-FISH的开发反映了他的实验室更大的抱负：了解生命系统如何从局部相互作用中构建复杂性。 他的团队专注于生物学的底层结构，澳门威尼斯人注册网站研究细胞如何在组织内协调，相互作用如何跨越空间，以及在发育和疾病中如何展开破坏。 “我们对生物组织感兴趣，”他说，“特别是在单细胞和小型多细胞环境的规模上，就像组织中的细胞生态系统一样。” 他们的许多项目不是从数据收集开始的，而是从概念模型和澳门威尼斯人注册复杂性可能如何出现的想法开始的。 然后将这些想法转化为实验设计，预测分析它们所需的计算方法。 实验室在湿实验室生物学、统计建模和理论之间流动，将经验和计算工作作为单一过程的一部分。 Cleary解释说：“我们在处理问题的整个过程中有机地整合了数据科学的视角。
在他看来，生物学的复杂性并不是科学理解的障碍，而是一个更综合的方法是必要的原因。
克利里对生物组织的兴趣也决定了他未来的澳门威尼斯人注册网站研究方向。 除了像Perturb-FISH这样的实验工具，他还在开发理论模型，挑战基因作为进化澳门威尼斯人注册网站研究的中心对象。 “一个基因，就其自身而言，不会产生有趣的表型，”他解释说。 “它只有在它周围发生的集体活动的背景下才有意义。” 他的团队旨在建立一个框架，以理解自然选择如何作用于协同生物活动的网络而不是单个基因。 这项工作提出，生命系统中最有意义的组织单位不是孤立的遗传元素，而是它们创造的动态的、相互依存的过程。 这一转变重新定义了我们对遗传和进化的看法，Cleary的团队正在有条不紊地将其转化为可用的科学框架。
- Neeza S在gh, （CDS'25）澳门威尼斯人注册网站研究传播实习生