محقق Rensselaer 1.6 میلیون دلار کمک مالی برای مطالعه مکانیسم میتوز برای مبارزه با سرطان اعطا کرد.

این یک واقعیت ترسناک است که از هر دو زن و یک مرد در ایالات متحده یک نفر در طول زندگی خود به نوعی سرطان مبتلا می شود. یکی از مشخصه های بسیاری از سرطان ها بروز خطاهایی در فرآیند تقسیم سلولی به نام میتوز است. بنابراین، برای تقویت درمان‌ها یا شاید حتی یافتن درمانی برای سرطان و سایر بیماری‌ها، ایجاد درک بهتری از نحوه عملکرد میتوز در سلول‌های سالم و بیمار بسیار مهم است.

دکتر اسکات فورث موسسه پلی تکنیک رنسلر، استادیار علوم زیستی و عضو شرلی آن جکسون، دکتری. مرکز بیوتکنولوژی و مطالعات بین رشته ای، درک وظایف مکانیکی پیچیده سلول، مانند کارهای مورد نیاز برای میتوز، کار زندگی او را ساخته است. اخیراً مؤسسه ملی بهداشت به او کمک مالی 1.6 میلیون دلاری را طی پنج سال دریافت کرد تا تحقیقات خود را بیشتر کند.

با این کمک مالی، فورث کد مکانیکی را که زیربنای مونتاژ و عملکرد شبکه‌های اسکلت سلولی مولد نیرو است، با استفاده از میتوز به عنوان یک فرآیند بیولوژیکی مدل بررسی خواهد کرد. یکی از راه هایی که سلول ها برای تقسیم به دو قسمت آماده می شوند، تکثیر محتویات آنها، از جمله کروموزوم ها است. سپس سلول‌ها شبکه‌های اسکلت سلولی خود را جمع می‌کنند تا نیروهایی تولید کنند که کروموزوم‌ها را از نظر فیزیکی به هر یک از دو سلول جدید جدا می‌کنند. اشتباهات در این فرآیند با سرطان مرتبط است.

اگرچه دهه‌ها تحقیق اکثر «قطعات» بیولوژیکی را شناسایی کرده است، ما هنوز قوانین مکانیکی را درک نمی‌کنیم که دیکته می‌کنند چگونه همه این قطعات کوچک به عنوان مجموعه‌ای با هم کار می‌کنند تا اهدافی مانند تفکیک مطمئن DNA به دو بخش را انجام دهند. سلول های دختر جدید.”

اسکات فورت، دکتری، استادیار علوم زیستی و عضو شرلی آن جکسون، دکتری. مرکز بیوتکنولوژی و مطالعات بین رشته ای

در داخل اسکلت سلولی شبکه‌های میکروتوبولی در مقیاس میکرونی وجود دارد که برای حرکت و سازماندهی رشته‌ها به واحدهای مکانیکی مناسب و کاربردی که نیروهای مورد نیاز برای جدا کردن کروموزوم‌ها را تولید می‌کنند، به پروتئین‌های موتوری و غیرحرکتی نیاز دارند. برای درک بهتر نحوه کار آنها، فورت از تکنیک های مختلفی مانند بازسازی بیوشیمیایی، میکروسکوپ فلورسانس تک مولکولی، به دام انداختن نوری و تصویربرداری سلول زنده استفاده می کند. بازسازی بیوشیمیایی از پروتئین های خالص شده برای تقلید فرآیندهای درون سلولی در خارج از سلول استفاده می کند و تله گذاری نوری روشی برای اندازه گیری نیروهای کوچکی است که پروتئین ها می توانند ایجاد کنند. میکروسکوپ فلورسانس به طور همزمان برای مشاهده واکنش مولکول‌های منفرد به این نیروها استفاده خواهد شد، در حالی که تصویربرداری سلول زنده برای تأیید این اندازه‌گیری‌های بیوفیزیکی در سلول‌های در حال تقسیم واقعی انجام خواهد شد.

با این کمک مالی، فورث امیدوار است سه بینش جدید به دست آورد. ابتدا، آزمایشگاه او تفاوت های مکانیکی و عملکردی بین الیاف پل زدن را در متافاز، زمانی که کروموزوم ها برای اولین بار به درستی در داخل سلول قرار می گیرند، و شبکه میکروتوبول مرکزی دوک در آنافاز، زمانی که کروموزوم ها از یکدیگر دور می شوند، تعیین می کند. دوم، او مکانیسم‌های مولکولی را تعیین می‌کند که نحوه خوشه‌بندی پروتئین‌های مرتبط با میکروتوبول (MAPs) برای تشکیل «بلوک‌های ساختمانی» سلولی جدید را تنظیم می‌کند و نقش عملکردی خوشه‌های MAP را در تنظیم سازمان‌دهی میکروتوبول‌ها رمزگشایی می‌کند. سوم، آزمایشگاه او تعیین خواهد کرد که چگونه مجموعه‌ای از MAPهای موتوری و غیر حرکتی به طور جمعی سازمان‌دهی میکروتوبول‌ها را در مراحل بعدی میتوز تنظیم می‌کنند تا به اطمینان از تقسیم مناسب دو سلول کمک کنند.

کرت برنمن، Ph.D.، رئیس دانشکده علوم رنسلر، گفت: «کار دکتر فورث در فیزیک سلولی، درک ما را از بیماری‌هایی مانند سرطان، که زمانی رخ می‌دهند که ساختارهای سلولی از کار می‌افتند، آگاه می‌کند. دکتر فورث با این کمک مالی به بینش جدیدی در مورد اسرار مولکولی دست خواهد یافت که ممکن است مسیری را برای توسعه تشخیص ها و درمان های جدید ایجاد کند.