بيولوجيا عالية الإنتاجية

بيولوجيا عالية الإنتاجية
بيولوجيا الخلية عالية الإنتاجية هي استخدام معدات التشغيل الآلي مع تقنيات البيولوجيا الخلوية الكلاسيكية لمعالجة المسائل البيولوجية التي لا يمكن تحقيقها بطرق أخرى باستخدام الطرق التقليدية. وقد تتضمن تقنيات من البصريات، أو الكيمياء، أو البيولوجيا، أو تحليل الصور للسماح بإجراء أبحاث سريعة ومتوازية حول كيفية عمل الخلايا، والتفاعل مع بعضها البعض، وكيف تستغلها العوامل الممرضة في المرض.
تخدم البيولوجيا عالية الإنتاجية واحد من جوانب ما أطلق عليه أيضًا "البحث العلمي"، وهو التفاعل بين البيولوجيا واسعة النطاق (الجينوم، والبروتيوم، وترنسكربيتوم)، والتكنولوجيا، والباحثين. لدى البيولوجيا الخلوية عالية الإنتاجية تركيز واضح على الخلية، وطرق الوصول إلى الخلية مثل التصوير، أو ميكروأرس التعبير الجيني، أو فحص الجينوم على نطاق واسع. الفكرة الأساسية هي اتخاذ طرق تُنفذ عادة بمفردها والقيام بعدد كبير منها دون التأثير على جودتها.
يمكن تعريف أبحاث الإنتاجية العالية على أنها أتمتة التجارب بحيث يصبح التكرار على نطاق واسع مجديًا. هذا أمر مهم لأن العديد من الأسئلة التي يواجهها باحثو علوم الحياة تتضمن الآن أعدادًا كبيرة. على سبيل المثال؛ يحتوي الجينوم البشري على 21,000 جينة على الأقل، والتي يمكن أن تسهم جميعها في وظيفة الخلية أو المرض. لكي تكون قادرة على التقاط فكرة عن كيفية تفاعل هذه الجينات مع بعضها البعض، والتي تشارك فيها الجينات وأين تكون، فإن الطرق التي تشمل الخلية إلى الجينوم هي موضع اهتمام.
استخدام الروبوتات
يتم الآن ربط علم الروبوتات التحليلي ذي الإنتاجية العالية التقليدية ببيولوجيا الخلية، باستخدام تقنيات مثل الفحص عالي المحتوى. تفرض بيولوجيا الخلية ذات الإنتاجية العالية طرقًا يمكن أن تأخذ بيولوجيا الخلية الروتينية من الأبحاث على نطاق منخفض إلى السرعة والحجم اللازمين للتحري عن الأنظمة المعقدة، أو تحقيق حجم عينة مرتفع، أو عرض الشاشة بكفاءة من خلال مجموعة.
إنه يركز بشكل أكبر على الوظيفة وليس على الاكتشاف، وسيكون له الأثر الأكثر أهمية في استكشاف علم الأحياء بينما نتقدم نحو نماذج الخلية كنظام بدلاً من مسارات معزولة.
الاستخدام المجهري والقياس الخلوي
تعتمد تقنية الفحص عالية المحتوى بشكل أساسي على الفحص المجهري الآلي واتدفق الخلوي، بالإضافة إلى أنظمة تكنولوجيا المعلومات لتحليل البيانات وتخزينها. تستخدم تكنولوجيا «المحتوى عالي المحتوى» أو البيولوجيا المرئية غرضين، أولهما الحصول على معلومات حلزونية أو مكانية عن حدث معين والثاني لتقديره تلقائيًا. إن الأدوات التي يتم حلها مكانياً هي لعادة مجاهر آلية، ولا تزال الدقة الزمنية تتطلب شكلاً من أشكال قياس التألق في معظم الحالات. ويعني هذا أن الكثير من أدوات HCS هي مجاهر (فلورية) متصلة ببعض أشكال حزمة تحليل الصور. هذه العناية من جميع الخطوات في التقاط صور الفلورسنت من الخلايا وتقديم تقييم سريع، وتلقائي وغير متحيز للتجارب.
تطوير التكنولوجيا
يمكن تعريف هذه التكنولوجيا بأنها في نفس نقطة التطور مثل أول متواليات الدنا الآلية في أوائل التسعينات. كان التسلسل الآلي للحمض النووي (حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين) ابتكار مزعزع عندما أصبح عمليًا، وإذا كانت الأجهزة المبكرة تعاني من أوجه القصور، فقد أتاحت مشاريع التسلسل على نطاق الجينوم، وأوجدت مجال المعلوماتية الحيوية. من الصعب التنبؤ بتأثير تكنولوجيا تشويش قوية على بيولوجيا الخلية الجزيئية والبحوث التحولية، لكن ما هو واضح هو أنها ستحدث تغييراً عميقاً في طريقة بحث علماء الخلية والأدوية.
انظر أيضًا
اكتشاف الدواء
المراجع
قراءة متعمقة
روابط خارجية
Yale Center for High Throughput Cell Biology
The Advanced Cell Classifier project (ETH Zurich)
علم الأحياء