محققین در مورد چگونگی تنظیم تقسیم در سلول مطالعاتی انجام دادند، در این مطالعه که به‌صورت آنلاین در ماه می ۲۰۱۹ در مجله cell report منتشرشد. محققین مرکز سرطان Holling در دانشگاه پزشکی کارولینا جنوبی، به‌وسیله ترکیب تصویربرداری بافت و هوش مصنوعی در مورد اینکه چرخه تقسیم سلولی چطور تنظیم می‌شود تحقیقاتی انجام دادند.
برای پاسخ دادن به سؤال ” چگونگی کنترل تقسیم سلول در طی رشد و نرمال باقی ماندن در اندام‌های چند‌سلولی ” که مدت زیادی بی‌پاسخ‌مانده بود. ماریا کوییتینو (Maria Cuitino, Ph.D.) و همکارانش به‌منظور اندازه‌گیری سطح پروتئین و مکانیسم‌های سلولی که قبلاً به‌وسیله سیستم‌های کشت سلولی تخمین زده می‌شد، از مدل‌های حیوانی و ابزارهای یادگیری استفاده کردند. یافته‌ها نشان می‌دهد که امکان وقوع زودهنگام تقسیم‌های کنترل نشده سلول هستند، که می‌تواند عامل کلیدی پیشرفت زودهنگام سرطان باشد.
در تحقیق قبلی مشخص شد که کدام ملکول‌ها باعث تقسیم شدن یا نشدن سلول‌ها هستند که سؤال‌های زیادی را به جا گذاشت. طبق گفته گستاوو لیون (Gustavo Leone, Ph.D.) نویسنده اصلی این مطالعه و مدیر مرکز سرطان holling ، ازآنجایی‌که بدن از انواع سلول‌های مختلفی تشکیل‌شده که با قرار گرفتن کنار هم اندام‌های پیچیده بدن را می‌سازند، مطالعه کل بدن در یک زمان می‌تواند بسیار پیچیده باشد، ولی هم‌زمان می‌تواند بسیار هیجان‌انگیز و مشکل‌گشا باشد. در مطالعات قبلی که بر روی انواع سلول‌ها در محیط کشت آزمایشگاهی صورت گرفته، پاسخ‌های اولیه در مورد اتفاقات زیستی درون سلول فراهم شد ولی ارتباطات شکل‌گرفته زمانی که سلول‌ها برای تشکیل یک اندام کنارهم قرار می‌گیرند، بی‌پاسخ ماند. یافته‌های لیون و تیمش حداقل ۸۰ درصد یافته‌های قبلی را تصدیق کرد و پاسخ سؤال‌های مهم جدیدی را که نیاز به پاسخ داشتند، فراهم کرد.
لیون می‌گوید: «ندانستن زمان و مکان بیان کلیدهای ‘روشن و خاموش’ تقسیم ژن، مانند داشتن نقاشی‌ای بدون بوم است.
پروژه‌ای پنج‌ساله “زمان” و “مکان” یک خانواده حیاتی از پروتئین‌های فاکتور رونویسی (خانواده (E2F که در سلول‌های پستانداران بیان می‌شود را بررسی کرده اند. پستانداران دارای حداقل ۹ فاکتور رونویسی متفاوت E2F هستند که هم عملکرد تحریکی (روشن) و هم عملکرد مهاری (خاموش) دارند، می‌باشند. تمام واحدهای درون‌سلولی باید درست کار کنند تا اندام کارآمدی را بسازند. لیون توضیح می‌دهد: « DNA کدی را فراهم کرده تا پروتئین‌های متعددی را که واحدهای عملکردی در سلول هستند را بسازند. رونویسی اولین روند بیولوژیکی است که یروتیین را از DNA می‌سازد، و فاکتورهای رونویسی کلیدهای روشن و خاموش این روند اند.»
سرطان یکی از بیماری‌های شایعی است که وقتی سلول‌ها به‌صورت غیرقابل‌کنترل تقسیم می‌شوند، به وجود می‌آید. پی بردن به کلیدهای روشن و خاموش، فاکتورهای رونویسی، برای پی بردن به روند بیماری مانند سرطان بسیار ضروری است.
محققان به‌جای مطالعه تنظيم تقسيم سلولی در سلول‌های کشت‌شده (يا در محيط آزمايشگاهی)، از روش کل‌اندام (whole- organism) استفاده کردند. در این مطالعه دو اکتشاف بزرگ انجام شد. غافلگیرکننده‌ترین کشف که در طی این کار بدست آمد این بود که همان پروتئین خانواده E2F به دو ماژول که به‌طور مشابه در تمام انواع سلول‌ها و اندام‌های بدن ما کار می‌کنند، سازمان‌یافته‌اند. لیون می‌گوید: «پس به نظر می‌رسد که یک مکانیسم جهانی برای کنترل تقسیم سلولی، صرف‌نظر از تنوع سلولی که در بدن وجود دارد، تکامل‌یافته است.» کشف دوم، توسعه ابزارهایی بود که امکان دسترسی به این سطح از دقت در آنالیز پروتئین در بافت‌های پیچیده را، می‌دهد. پژوهشگر Thierry Pecot، Ph.D. محقق مرکز تحقیقات سرطان Hollings، قادر به توسعه ابزارهایی است که می‌تواند حضور کم فاکتورهای رونویسی را در هر سلول تشخیص دهد و مقدار آن‌ها را ازلحاظ بالینی و زیست‌شناختی بسنجد.
آزمایشگاه لئون از قدرت هوش مصنوعی برای اندازه‌گیری فاکتورهای رونویسی در سلول‌های بافت‌های موش استفاده کرد. درحالی‌که ابزارهای مبتنی بر یادگیری عمیق برای تصویربرداری پزشکی مورداستفاده قرارگرفته‌اند، ولی به‌اندازه کافی برای تشخیص سلول در مقیاس میکروسکوپی در داخل بافت / اندام پیشرفته نیستند. تکنولوژی مورد استفاده در آزمایشگاه مشابه چگونگی تشخیص اشیا توسط اتومبیل‌های بدون سرنشین در خیابان است و اجازه شناسایی هر سلولی را می‌دهند.
اغلب مواقع یک مورد بالینی مرتبط با یک کشف بیولوژیکی خاص،برای دهه‌ها مبهم باقی می‌ماند. در حال حاضر دیگر مقالات و داده‌های بدست آمده این گروه سرنخ‌هایی را از نقش E2F در سرطان نشان می‌دهد. آزمایشگاه لئون کشف کرد که سه فاکتور رونویسی E2F3A,E2F8,E2F4 با یکدیگر برای کنترل تقسیم سلولی کار می‌کنند، درحالی‌که دوتای دیگر برای متوقف ساختن تقسیم سلولی باهم ترکیب می‌شوند. این یافته‌ها پایه محکمی برای مطالعات بیشتر برای درک این مکانیسم‌های پیچیده می‌باشند. او ادامه می‌دهد: این مطالعه باعث ایجاد سؤالات مهمی برای تحقیقات آینده می‌شود. با استفاده از تکنولوژی پیشرفته، «ما کشف کردیم که چه موقع و کجا، ماژول‌های کلید روشن و خاموش برای تقسیم سلولی دراندام‌های سالم بیان می‌شوند. بااین‌حال، ما نمی‌دانیم چرا چندین کلید خاموش و روشن وجود دارد و اینکه آیا این کلیدها نقش‌های زائد دارند یا خیر.»
مترجم: نگین احمدی جزی
