Nat Methods：向阿基米德学习细胞周期检测方法

　　

生物通报道：公元前约250，国王Hiero担心在他的黄金皇冠可能有掺假，勒令阿基米德想出方法来辨别，阿基米德灵机一动，发现了皇冠与冠和纯金条浮力之间的关联，从而证明了皇冠有掺假。

来自麻省理工Koch系统癌症研究院的 Scott Manalis向阿基米德学习，和他的团队在之前他们研发的一个微流体设备（暂停通道谐振器SMR，用来检测细胞的重量）的基础上，进行了大规模改动，将其用于细胞周期检测，可以分析单个细胞在经过100小时生长后多代的情况。

这些测量结果指出了单细胞生物学“我们之前未知的一面”，麻省理工生物学家，Koch研究院主任 Tyler Jacks说，这个设备也许有一天能用于分析肿瘤细胞特殊的周期特征。

为生物学研究提供精确的测量方法是“我们实验室最擅长的项目”，Manalis说，他获得斯坦福大学博士学位后于1999年加入MIT。

通过荧光细胞周期示踪剂标记细胞，Manalis研究组观察，并在这个设备中分析细胞重量。他们调整了细胞在周期不同阶段里的生长速度，作为细胞称重站，SMR在细胞经过一个微小的悬臂带（cantilever strip）时，能以飞客级登记每个细胞的重量，这个悬臂带配备了高速传感器和振荡器，并且在蓬勃生长的细胞经过的时候，改变其频率。该信号随后被转换为质量。

以前，频繁通过SMR似乎会影响细胞生长，因此研究组设计了一种安静“休息室”，让细胞更易增殖。要想稳定停止细胞的运动，很难。Manalis承认，当研究生Sungmin Son 开始增加控制元件，比如压力调节器，梯度和自动化气动阀到设备里是，他持怀疑态度，但“他证明我错了，”Manalis说。

Son的修改搭建了细胞通过这个称量站之间的生长带，“所以，现在运动上的周期缩小到只有1/60，”Manalis说。在这个新设备上，细胞更容易生长，这主要是由于流体聚焦的作用。而且通过添加了一个调整性荧光显微镜，研究组还在细胞周期中创建了一个成像窗口。

改良后的SMR能帮助到生物学家和工程师们，因为细胞能保持多代增长，而且也质量测量也比之前更精确10倍。

研究人员利用这个新设备，在细胞的整个生命周期内追踪细胞生长，并通过每隔60秒测细胞质量检测，将细胞生长与细胞分裂时间关联在一起。

目前天使基金已投入资金，将SMR制造成了一台2尺2英尺的台式仪器，并命名为Archimedes，以纪念古代的科学家阿基米德。

（生物通：万纹）

原文检索：

Son, S. et al. Direct observation of mammalian cell growth and size regulation. Nat. Methods 9, 910–912 (2012).