Джулия Юнг создала «атлас», чтобы помочь ученым увидеть, как определенные белки формируют из клеток мышцы, нейроны и многое другое.
Джулия Юнг — одна из новаторов в возрасте до 35 лет по версии MIT Technology Review 2023 года.
Когда в 2017 году ИИ победил одного из лучших игроков в го в мире, Джулия Юнг почувствовала облегчение. Детство она провела на Тайване, осваивая древнюю игру, и когда-то мечтала стать профессиональным игроком, представляющим свою страну.
«Мне казалось, что часть тайны Го заключалась в том, что это была неразрешимая проблема. Ты мог становиться все лучше и лучше, и этому не было конца», — говорит 32-летний Йонг.
Но к тому времени, когда AlphaGo от Google взломала игру, Йонг уже нашла путь к более сложной задаче. В Стэнфордском университете во время своих студенческих исследований в нейробиологической лаборатории она наблюдала необычное поведение в клетках мозга, называемых астроцитами. «Мы не могли этого понять», — говорит она.
Она поняла, что биология сложнее, чем го. И это было ее новое увлечение.
Следующей ее остановкой стал Институт Броуда в Кембридже, штат Массачусетс, и лаборатория эксперта по редактированию генов Фэн Чжана. Она приехала в первые дни ажиотажа вокруг инструмента редактирования генов CRISPR. Там Юнг погрузился в «скрининг в масштабе генома» или использовал такие инструменты, как CRISPR, для изменения каждого из 20 000 генов в геноме человека, а затем наблюдал, что произойдет.
Такой генетический скрининг, часто проводимый на стволовых клетках, является главным приоритетом для лабораторий, работающих с данными, стремящихся изучить логику биологии под широким углом зрения.
Юнг хотел попробовать провести скрининг на реальных клетках мозга, например астроцитах. Теоретически стволовые клетки можно уговорить превратиться в клетки любого типа. Однако на практике многие типы сложно — даже невозможно — создать в лаборатории.
Белки, называемые факторами транскрипции, могут определять, какими клетками решат стать. Но какие? В нашем организме более 1500 факторов.
Первоначально Юнг обнаружил единственный фактор, который превращал стволовые клетки в клетки нервной системы. Но ее исследование переросло в более крупный проект. Почему бы не добавить каждый фактор транскрипции к стволовым клеткам и не измерить влияние каждого фактора на поведение этих клеток?
Результат ее исследования, опубликованного в январе, представляет собой «атлас» того, как отдельные факторы транскрипции влияют на идентичность стволовых клеток. Йонг говорит, что она видела, как под ее микроскопом появляются нейроны, бьющаяся сердечная мышца и клетки плаценты. Но конечная цель, по ее словам, «состоит в том, чтобы иметь возможность создавать клетки любого типа, причем очень контролируемым образом».
Запасы специфических клеток могут быть полезны для тестирования лекарств или новых видов терапии. Другие ученые, изучающие факторы транскрипции, надеются найти комбинации, которые будут формировать человеческие яйцеклетки в лаборатории или даже станут ключом к методам омоложения. «Мы не просто составляем списки во время проверки. У этого списка есть цель», — говорит Юнг. «Всегда есть конечная цель».
Генетический скрининг — это «большая» наука: над докторской работой Юнга работали 17 сотрудников. И это тоже дорого. Сама покупка всех необходимых ей генов обошлась в 550 000 долларов, деньги, которые Юнг смогла получить, среди прочего, в Центре психиатрических исследований Стэнли Броуда.
Но физический масштаб работы зачастую микроскопичен. Гены поступают в виде эфемеров в пластиковых пробирках. Большая часть действия происходит в помещениях для культивирования клеток, где стажеры в белых халатах работают локоть к локтю перед специальными верстаками, покрытыми оргстеклом. В конце концов, эксперимент Юнга затронул более миллиона клеток. Однако все эти клетки вместе были бы меньше, чем одна плодовая мушка.
Йонг так и не удосужилась ответить на вопрос об астроцитах, которые возбудили ее любопытство, когда она была студенткой. И она признает, что это больше не ее главный приоритет. Теперь, будучи постдоком в Институте Уайтхеда, также в Кембридже, она использует свой метод скрининга, чтобы разобраться в фундаментальных вопросах о том, как белки производятся внутри клеток.
«Джулия — технически блестящий и концептуально смелый учёный, создающий инструменты, обеспечивающие уникальное и всеобъемлющее представление о сложных процессах», — говорит Джонатан Вайсман, руководитель лаборатории Уайтхеда, в которой сейчас работает Юнг.
По ее мнению, еще предстоит разработать множество технологий. «Вы начинаете с вопроса и понимаете, что не можете ответить на этот вопрос с помощью существующих инструментов. Итак, вы возвращаетесь и делаете инструменты», — говорит она. «Я думаю, что [моё] увлечение биологией — это бесконечная глубина того, что вы можете найти».
No comments:
Post a Comment