Млади изследователи постигнаха впечатляващо научно откритие в областта на клетъчната биология. Български екип изготви научна статия, в която проследява човешките хромозоми по време на митоза, което учените досега считаха за невъзможно.

Научният труд, озаглавен “Supra-second tracking and live-cell karyotyping reveal principles of mitotic chromosome dynamics”, не само привлече вниманието на едно от най-реномираните и влиятелни издания Nature Cell Biology, а беше и поставен на корицата на хартиеното издание и на началната му интернет страница. Изследванията са проведени на апаратура, закупена с финансова подкрепа от Министерството на образованието и науката чрез Националната пътна карта за научна инфраструктура.

Екипът

Изследването е резултат от работата на млад интердисциплинарен екип, в който са включени и трима студенти. Първи автор е докторантът Румен Стаматов, завършил магистър в университета „Дюк“ и бакалавър в Университета на Пенсилвания. В екипа участват също така доц. Стойно Стойнов и постдокторантът Соня Узунова от Института по молекулярна биология към БАН, както и студентите от Софийския университет „Св. Климент Охридски“ Йоана Кичева, Тавиан Благоев и Мария Карабоева. Българските изследователи отново доказаха, че разработването на научни изследвания на световно ниво са напълно възможни за страната ни, съобщава БТА.

В хода на работата си младите учени са използвали най-съвременни подходи за проучване в областта на молекулярната биология, биофизика, биоинформатика и изкуствения интелект, като по този начин са стигнали до проследяване на всички човешки хромозоми по време на митоза в реално време. Постижението на изследователите се дължи на авангардните експерименти и иновативните методи за анализ на получените резултати.

Статията е изцяло изработена от екип със средна възраст 33 години на Центъра за съвременна микроскопия за фундаментални и приложни изследвания в областта на биологията, медицината и биотехнологиите към Института по молекулярна биология - БАН, който е обект от Националната пътната карта за научна инфраструктура. Като стажанти в това изследване са участвали четирима студенти - Петър Жотев, който учи в Тринити Колидж, Кеймбридж, и е трикратен златен медалист от международните олимпиади по биология, Мария Генджова, Айлян Ахмед и Дея Колева от Софийския университет „Св. Климент Охридски“ .

Новият метод FAST CHIMP

Новият метод, наречен FAST CHIMP (Facilitated Segmentation and Tracking of Chromosomes in Mitosis Pipeline), използва комбинация от супер-резолюционна микроскопия и дълбоко машинно обучение, което осигурява безпрецедентна точност при наблюдение на хромозомите в реално време.

Екипът, ръководен от доц. Стойно Стойнов, представи метода, който позволява проследяване на движението на всички човешки хромозоми с висока резолюция през целия процес на митоза. По време на митозата хромозомите се подреждат в делителното вретено, което е критично за правилното разпределение на генетичната информация между дъщерните клетки. Грешки в този процес могат да доведат до хромозомни транслокации, свързани с онкологични заболявания, обясняват от института.

FAST CHIMP разкрива нови аспекти на динамиката на центрозомите и тяхното влияние върху хромозомната архитектура. Изследването представлява значителен напредък в разбирането на триизмерната организация на генома в живи клетки и има потенциал за приложение в молекулярната биология, генетиката и медицината.

От БАН посочиха, че този метод ще улесни по-доброто разбиране на факторите, водещи до неправилно клетъчно делене, което може да предизвика генетични грешки и рак. Той може също така да допринесе за по-точни диагнози и нови терапевтични подходи, както и за създаването на автоматизирани системи за клетъчен анализ и диагностични платформи.