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Optical microscopy uses optic principles to provide detailed images of samples. Antonie van Leeuwenhoek designed the first compound optical microscope in the 17th century to visualize blood cells, bacteria, and yeast cells. In 1830, Joseph Jackson Lister created an essentially modern light microscope. The 20th century saw the development of microscopes with enhanced magnification and resolution.
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  • 1Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, MA 02142, USA; Department of Physics, MIT, Cambridge, MA 02142, USA.

Cell
|October 19, 2019
PubMed
Resumen

Este estudio introduce un método de cribado genético óptico combinado para células de mamíferos, lo que permite el fenotipo basado en imágenes de procesos celulares complejos. El nuevo enfoque identificó con éxito los genes involucrados en la dinámica de señalización del factor nuclear-kappa B (NF-κB).

Palabras clave:
CRISPR y sus derivadosgenómica funcionalcribado de alto contenidoSecuenciación in situpantalla combinada ópticapantalla agrupada

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Área de la Ciencia:

  • Biología celular
  • La genética
  • Biología molecular

Sus antecedentes:

  • Las pantallas genéticas son esenciales para identificar los genes que controlan los fenotipos celulares.
  • Las pantallas genéticas agrupadas mejoran la escalabilidad, pero son incompatibles con las imágenes detalladas de los comportamientos celulares dinámicos.
  • Los métodos existentes carecen de la capacidad para realizar un cribado basado en imágenes de alto rendimiento de las bibliotecas genéticas agrupadas.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un enfoque de cribado genético óptico agrupado para células de mamíferos que integre el fenotipo basado en imágenes con la desmultiplejación de bibliotecas agrupadas.
  • Aplicar este método para identificar los genes implicados en la señalización del factor nuclear-kappa B (NF-κB).
  • Investigar la regulación temporal de la señalización de NF-κB utilizando imágenes de células vivas.

Principales métodos:

  • Desarrolló un método de cribado genético combinado utilizando secuenciación in situ dirigida para la desmultiplexación.
  • Se examinó una biblioteca de 952 genes en millones de células mediante imágenes de translocación nuclear RelA (p65).
  • Utilizó imágenes de células vivas para capturar cambios dinámicos en la retención nuclear de p65.

Principales resultados:

  • Identificaron 15 componentes conocidos de la vía NF-κB en una pantalla de un solo punto de tiempo en tres líneas celulares.
  • Descubrió un papel para las subunidades del complejo Mediator en la regulación de la duración de la retención nuclear de p65 a través de imágenes de células vivas.
  • Demostró la capacidad de seleccionar fenotipos definidos espacial y temporalmente utilizando bibliotecas agrupadas.

Conclusiones:

  • El enfoque de detección genética óptica agrupada desarrollado permite un fenotipo basado en imágenes de alto rendimiento de bibliotecas agrupadas en células de mamíferos.
  • Este método es eficaz para identificar los componentes de las vías de señalización y diseccionar su dinámica temporal.
  • El enfoque ofrece una poderosa herramienta para estudiar fenotipos celulares complejos con una escala y resolución sin precedentes.