Come i gestori delle banchine di carico in un magazzino di spedizione, i complessi dei pori nucleari fungono da guardiani del quartier generale della cellula, controllando il traffico in uscita dal nucleo.
Un ricercatore della North Carolina State University ha preso parte a un nuovo studio, pubblicato su Nano Letters , che ha rivelato un metodo per comprendere meglio cosa sta succedendo nelle immagini di questi minuscoli pori, una scoperta su cui sperano gli scienziati possano basarsi sia per studiare i complessi dei pori nucleari, sia per comprendere il loro ruolo nello sviluppo cellulare e nelle malattie.
Nello specifico, i ricercatori hanno ideato un metodo che utilizza l’apprendimento automatico per aiutare a differenziare i complessi dei pori nucleari nelle immagini delle cellule. The Abstract ha parlato dello studio con Yang Zhang, assistente professore di chimica tessile, ingegneria e scienza presso la NC State.
Yang Zhang:Sono canali di dimensioni nanometriche, dotati di proteine, nella membrana del nucleo. Servono per trasportare biomolecole, come DNA, proteine o altre molecole, dal nucleo al citoplasma della cellula. Sono i guardiani di molte attività cellulari, come la trascrizione, che è uno dei primi passi nella trasformazione del DNA in proteine.
Zhang:Il traffico attraverso questi pori nucleari potrebbe controllare i percorsi delle malattie. Se siamo in grado di programmare le attività di traffico tra il nucleo e il citoplasma, potremmo essere in grado di ricablarli per curare malattie, come il cancro. Stiamo studiando i processi biologici fondamentali utilizzando l'imaging a super risoluzione.
Zhang:Poiché questi pori sono così piccoli, devono essere fotografati utilizzando una microscopia a fluorescenza a super risoluzione, una tecnica vincitrice del premio Nobel. Ancora più importante, per studiare questi complessi dei pori nucleari non è sufficiente scattare una foto ad alta risoluzione e il gioco è fatto. Abbiamo sviluppato un approccio che ci ha permesso di capire cosa sta succedendo ai complessi dei pori nucleari che vediamo nell'imaging.
Per fare ciò, abbiamo prima etichettato i complessi utilizzando coloranti fluorescenti affinché fossero rilevabili nel microscopio a fluorescenza a super risoluzione, quindi abbiamo sviluppato una simulazione al computer del complesso che abbiamo confrontato con l'immagine reale.
Abbiamo confrontato l'immagine simulata con l'immagine reale per sapere quanto bene eravamo in grado di acquisire le informazioni e, utilizzando la segmentazione delle immagini basata sull'apprendimento automatico, siamo stati in grado di comprendere meglio le composizioni dei complessi. Ora possiamo basarci su questo per comprendere meglio altre immagini di complessi di pori nucleari in condizioni diverse.
Zhang era corrispondente dello studio in Nano Letters .
Ulteriori informazioni: Wei-Hong Yeo et al, Indagare sulle incertezze nella microscopia di localizzazione di singole molecole utilizzando la simulazione Monte Carlo informata sperimentalmente, Nano lettere (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c00852
Informazioni sul giornale: Nanolettere
Fornito dalla North Carolina State University
