新方法自动脑瀑样的生长

加州大学圣克鲁兹分校的一个工程师团队开发了一种新方法用于远程脑瀑样的增长——小型的自动化,脑组织从干细胞的三维模型。脑瀑样让研究人员和工程师研究人类大脑的关键功能的准确性不可能与其他模型。这对理解的影响大脑发育和药品治疗癌症或其他疾病。

在一项新的研究发表在杂志上自然科学报告,研究人员从UCSC Braingeneers组细节自动化,联网微流体系统,称为“Autoculture。“系统精确地将液体个体脑瀑样为了优化他们的增长而不需要人类干扰组织文化。

脑瀑样需要高水平的专业知识和一致性维护的精确条件细胞生长在数周或数月。使用一个自动化系统,证明了在这项研究中,可以消除干扰细胞培养生长引起的人类干扰或错误,提供更健壮的结果,并让更多的科学家获得机会与人类大脑模型进行研究。

Autoculture还地址变化,出现在瀑样增长由于“批量效应”问题,瀑样生长在不同时间或不同的实验室在类似条件下可能有所不同,就因为他们的复杂性增长。使用这个制服,自动化系统可以减少变异,让研究人员更好的比较和验证他们的结果。

“大挑战之一是这些文化不是很可再生的,并在一定程度上并不奇怪,因为这些都是长达数月的实验。你必须改变媒体每隔几天就尝试治疗这些文化统一,这是极具挑战性,”苏菲Salama说代理教授分子、细胞和发育生物学在加州和作者的研究。

独特的设计

Autoculture使用微流控芯片由研究者设计,电气和计算机工程的副教授带领下,米尔卡Teodorescu和生物分子工程博士生斯宾塞西勒。他们小说芯片,从一个独特的双层模具,创建有微小井和渠道提供微量液体瀑样,使科学家们有一个高水平的控制养分浓度和副产品。总的来说,系统使用主要是现成的,低成本的组件,使它和模块化的访问。

“小说和这台机器的重要特征是一方面,它简化了流程并确保一切都非常一致,“Teodorescu说。“另一方面,这是非常模块化的,因为系统是由电脑控制的,所以有不同部分的芯片是可以互换的,都有自己的优势,这是非常现代的代理。”

由于系统提供不间断的液体流瀑样,它更像真正的大脑的条件,这是美联储不断通过血液营养。

与其他方法瀑样增长增长文化在一盘,Autoculture系统包含一个培养板有24个人井,所以每个可以培养自己的实验,可以培养独立和美联储在不同液体,可编程的浓度和时间。in-incubator成像系统可以让研究人员不断远程监测瀑样生长和形态。

“系统的奖是每个瀑样都有自己的个人微环境的流体的流动,”西勒说。“现在我们分开——这太费力,但这对机器很好。”

此外,系统的一个独特的特性是喂养媒体为每个单独的文化可以在任何时候退出进行分析在一个实验。这允许研究人员无创性测量pH值等数据,监测血糖水平可重要的细胞生长。

微流体系统连接到互联网,允许科学家远程操作和检索实时数据系统在任何时候,不破坏文化。从Braingeneers集团另一篇论文,发表在《华尔街日报》物联网,表明Autoculture系统就是一个例子的力量扩展物联网,使遥控实验——一个需要大流行更加紧迫。

当测量脑瀑样时,研究人员发现,干细胞种植使用Autoculture系统不仅正常分化成不同类型的细胞,但实际上看起来更健康的比增长使用标准方法。核糖核酸测序发现低水平的糖酵解和内质网压力,显示第一个承诺组数据处理细胞压力中确定自然纸由加州大学旧金山分校的研究人员合作,证据表明,该集团计划扩大在正在进行的研究。

这项研究提供了一个重要平台的持续工作在加州生活细胞基因组学中心。与中心的使命是计算机革命的教训适用于生命科学和驱动器的一部分向湿实验室自动化使实验更加健壮和可再生的。

参考:J,塞尔伯格(西勒圣、Mantalas GL Selberg)如此et al .模块化自动微流控细胞培养平台降低糖酵解压力在大脑皮层瀑样。Sci代表。2022;12 (1):20173。doi:10.1038 / s41598 - 022 - 20096 - 9

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