Para peneliti di EPFL telah menciptakan atlas lipid 4D pertama dari perkembangan vertebrata, mengungkapkan bagaimana lemak membentuk tubuh kita dari embrio ke organisme.
Kita sering menganggap perkembangan embrionik sebagai balet genetik, dikoreografi sepenuhnya oleh DNA dan protein. Tapi ada anggota pemeran lain yang diam -diam membentuk pemandangan: lipid. Molekul lemak ini bukan hanya bahan bakar; Mereka memainkan peran struktural, pensinyalan, dan bahkan pola saat embrio berkembang.
Terlepas dari kemajuan dalam genomik, kami masih belum sepenuhnya memahami bagaimana metabolisme diatur di berbagai bagian tubuh selama pengembangan. Sebagian besar teka -teki metabolisme adalah lipid, yang sangat bervariasi dalam struktur dan fungsi, dan terkenal sulit dipetakan di seluruh organisme baik dalam resolusi tinggi maupun sepanjang waktu.
Teknik -teknik sebelumnya hanya menawarkan snapshot yang terfragmentasi, tetapi tanpa atlas terperinci, para ilmuwan tidak dapat melacak di mana dan ketika lipid spesifik muncul di badan yang sedang berkembang. Ini telah membatasi kemampuan kita untuk memahami tidak hanya biologi dasar, tetapi juga bagaimana gangguan metabolisme atau penyakit bawaan mungkin berakar.
Sebuah tim peneliti di EPFL telah mengembangkan metode komputasi baru yang memungkinkan mereka untuk membangun peta lipid 4D pertama dari embrio vertebrata secara khusus, ikan zebra. “4D” mengacu pada pemetaan lipid dalam tiga dimensi ruang ditambah dimensi waktu keempat, yang menangkap bagaimana distribusi lipid berubah seiring perkembangan embrio. Menggunakan kombinasi inovatif dari spektrometri massa pencitraan dan kerangka kerja komputasi baru yang disebut UMAIA, mereka melacak lebih dari 100 jenis lipid di seluruh ruang dan waktu.
Penelitian ini dipimpin oleh para profesor Gioele La Manno, kepala laboratorium pengembangan otak dan ilmu data biologis, dan Giovanni d'Angelo, kepala kursi Yayasan Gerhard Jebsen dalam nutrisi dan metabolisme, bekerja dengan laboratorium waktu dan dinamika segmentasi dan laboratorium dinamika. Itu diterbitkan di Metode alam .
Garis dasar untuk perbandingan
Tim menemukan bahwa lipid membentuk pola yang sangat terorganisir yang cocok dengan struktur anatomi. Misalnya, sphingolipid tertentu – yang penting untuk membran sel dan pensinyalan – terakumulasi dalam kandung kemih berenang, organ ikan yang analog dengan paru -paru manusia. Lainnya terkonsentrasi dalam mengembangkan daerah otak atau area pembentukan tulang. Pola spasial ini menunjukkan lipid memainkan peran kunci dalam membentuk fungsi dan identitas organ.
Mengetahui di mana dan kapan lipid muncul dapat membantu para peneliti memahami penyakit perkembangan, seperti gangguan metabolisme bawaan. Ini juga dapat menginformasikan kedokteran regeneratif atau rekayasa jaringan. Dan karena metabolisme lipid sering terganggu dalam penyakit seperti kanker atau alzheimer, Atlas ini menawarkan garis dasar untuk perbandingan.
“Dari upaya ini muncul tidak hanya sumber daya yang kuat tetapi pisau tentara Swiss untuk melakukan pemetaan semacam ini berulang kali di seluruh sistem lain dalam kesehatan dan penyakit,” kata Gioele La Manno.
Referensi
Halima Hannah Cards, Leila Haj Abdullah Alieh, Laurel Ann Rohde, Antonio Herrera, Anjalie Schlaeppi, Guillaume Valentin, Alireza Gargoori Motlagh, Albert Dominguez Mantes, Chloe Jollivet, Jonathan Paz-M-M-M-M-Mawan Mantes, Chloe Giovanni, Giovanni d'Angelo, Gioele La Manno. Pencitraan massa terpadu memetakan lipidome perkembangan vertebrata. Metode Alam 03 September 2025. DOI: 10.1038/S41592-025-02771-7
EPFL Diberikan Hibah Gabungan Chan Zuckerberg untuk Atlas Sel Manusia
Algoritma “Molecular Tomographer” memetakan ekspresi gen di luar angkasa
