简介:李着棋

审时度势,癌症

Person pipetting onto petri dish

研究生圻李探讨肿瘤细胞如何生长通过利用特殊的化学反应。

贾斯汀·陈

 

癌细胞用极端的措施来推动其增长。事实上,研究人员喜欢圻里,一个三年级的研究生,见证的化学反应在这些细胞会在正常细胞的情况下是不可能的。在培养皿中,正常细胞停止分裂,一旦他们覆盖培养皿底部和整齐地配合在一起像马赛克。与此相反,癌细胞不断增殖并随意堆积成小土堆。在人体内,这种不正常的增长 - 在与癌细胞的整个身体的传播相结合 - 与器官功能会干扰并导致死亡。

利,成员 教授马修·海登范德的实验室坐落在科赫研究所,研究癌症代谢。他的著作描述了化学反应癌细胞使用它来创建能源和材料,使新细胞,如细胞膜,蛋白和DNA。通过癌细胞,李和他的实验伙伴跟踪营养物质的流动正在学习这种细胞是如何改变他们的新陈代谢,刺激经济增长。这些见解将有助于科学家开发出新的方法来治疗疾病。

细胞代谢包括所有在细胞内发生的化学反应,但研究人员在未由正常细胞必需的,但对于癌症生长临界几个反应特别感兴趣。停止使用药物,这些反应会破坏癌细胞和肿瘤阻碍发展的代谢。

“尽管许多人可能不会想到新陈代谢癌症治疗的目标,这一战略已经在不知不觉中使用很长一段时间,”李说。 “许多化疗,如抗叶酸,原本是用来医生不知道到底他们是如何工作的。从那时起,我们已经发现,那些治疗目标的代谢途径。通过了解癌症代谢的细节,我们都希望在一个更合理的方式来设计的药物。”

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李可能永远不会加盟 范德海登实验室 或研究癌症代谢要不是研究生培养ag真人平台注册的独特结构。

期间,在ag真人平台注册的第一年,要求学生毕业后拿四节课。不像他们的同行在其他许多博士课程,他们没有在实验室里工作,直到他们的第二个学期。这让学生首先着眼于课程 - 包括生物化学,遗传学和研究方法 - 旨在建立知识基础。其结果是,学生发现新的兴趣和发展的信心,移动他们的安乐窝了。当谈到时间,选择一个实验室,他们可以从全球六大地区56蔓延选择,涵盖生物研究的宽幅。

李可研究大脑记忆的形式如何,解释X射线来推断蛋白质的结构,甚至建立了药物测试微型器官。作出决定前,他在三个实验室旋转。每一个月的旋转过程中,他进行一个小项目让他体验到了实验室的文化和了解更多ag真人平台它的研究。

“前两个实验室,我访问了正在研究的话题,我是熟悉和思想很有趣,”他说。 “但是当我参观了范德海登实验室它是如此不同,我个措手不及。这就是为什么我最终加盟,尽管我从来没有想到自己在一个代谢实验室工作了。”

Diagram showing a metabolism pathway
细胞代谢是由相互连接的生化反应类似于地铁系统的网络。着棋里比较正常和病变细胞,以确定营养素通过这个网络传播的方式上存在差异。信用:贾斯汀陈

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虽然他是新来的研究人员专门从事代谢的社区,李中久负盛名,他希望通过科学与世界互动。因为谁从中国搬到了田纳西州南部在六岁的移民,李努力学习英语,开始将科学作为一种通用的语言,超越文化。

“我的父母也非母语,在我小学的英语作为第二语言课程对西班牙语发言者减速,所以我有一个很艰难的时期,”李说。 “我开玩笑说,唯一的原因,我通过了第一级是因为我很擅长数学。”

李与科学和英语对比关系继续在哥伦比亚大学的本科生。在那里,他在生物化学专业,也研究了西方经典文学履行他的一般程度的要求。

“我花了四个学期价值类,开始与柏拉图与弗吉尼亚·伍尔夫结束,”他说,“这是一个大开眼界的经历,但我从来没有真正喜欢它。我发现生物学更直观的,因为它不依赖于熟悉特定的文化镜片。大多数世界上每一个社会价值观的科学方法在一定程度上“。

李开始在哥伦比亚大学大二在实验室工作。出乎他的意料,他被教授谁看重他的投入,并鼓励创造性思维指导。李的主管也向他介绍了基本的科学 - 通过找到一个明确的答案或治愈的愿望不是驱动型的研究,但在好奇心和需要更好地了解自然世界。

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在ag真人平台注册他的第二个学期旋转过程中,李搜索同样豁达的环境,以及被吸引到肿瘤代谢,因为该领域是相对比较年轻。

“在生物学的其他更成熟的领域,如果你有一个问题,有人可能在某些能力回答了这个问题,”李说。 “在范德·海登实验室使用新技术,所以有很大的空间去探索。很多问题,我问 - 即使是在我的初始旋转 - 没有一个答案,这是令人兴奋的。”

面对代谢领域的巨大挑战在于将几十年的价值对酶的研究 - 即管理的化学反应的蛋白质 - 从试管到细胞和人体。通过在试管中的控制的设置单独研究的酶,研究人员已经证明几乎所有发生在细胞中的化学反应。当组合时,这些反应看起来像一个巨大的地铁地图,其中每个止动,由点表示,是一个不同的分子,和挡块之间的线表示原子被相加或相减的化学反应。一些途径是一条直线,但另一些节点或十字路口,其中分子可以通过几种不同的反应参与。其它途径是圆形的,其中启动该途径中的分子是重拍在端部,以使线圈上本身向后。

尽管研究在试管中的化学反应的能力,科学家们一直在努力了解什么是细胞中的复杂环境,协调数以百万计的反应,不仅相互影响,而且还通过像营养缺乏外应力的影响实际发生。

李,利用代谢地图要弄清楚什么化学反应发生,以及如何原子移动通过细胞就像是使用地铁地图来跟踪人们如何通过一个城市旅行。

“地图描述了所有可能的途径的人可以采取,”李说,“但你必须追踪乘客揣摩出他们实际上会。你能想象人们在一周通勤到城市,要在周末完全不同的地方。有很多不同的运动模式,你不能只从地图上看推断的。”

分析什么化学反应是在细胞内发生,李利用尖端技术来跟踪碳原子 - 即构建小区的所有组件所需的基本要素。通过用额外的中子标记碳,李使得实验改变原子从小区中天然存在的碳重,可区别的。喂食细胞营养素如葡萄糖重碳制成允许利比较分子如何分解和由正常细胞和癌细胞中。

Person at lab instrument with sample“久违的地铁线路图的比喻,这个标记技术类似,不仅是在地铁里,也给大家在波士顿市中心红色球衣,”李说。 “12小时后,我们可以看看城市的其他地方。如果我们看到了很多的奥尔斯顿红衫军,我们就知道,这个特别的途径是非常受欢迎的。”

在葡萄糖,李和他的实验伙伴的情况下观察到的正常细胞分解糖释放能量和重碳在二氧化碳的形式。与此相反,癌细胞改变它们的代谢,使原本在葡萄糖中发现的重碳被用于构建癌细胞生长所需的细胞的新部件,如膜,DNA和蛋白质。

李的观察表明癌细胞如何通过累积碳维持异常生长。为他的论文项目,李已选择调查主招数癌细胞使用囤积碳原子中的一个:被称为固碳的方法。这种类型的化学反应的,原本在执行光合作用的植物研究,高度二氧化碳至其它分子。李的初始结果表明,蛋白质,苹果酸酶1,有助于癌细胞使用二氧化碳为生长和分裂所需生成组件。

“这是令人惊讶的,”他说,“因为这种酶的教科书版本实际上催化在二氧化碳从分子去除的正常细胞的逆反应。苹果酸酶1是如何癌症进行显着的化学反应的例子 - 谁曾想到,癌细胞使用碳类植物做”

李是在他的研究的开始阶段,无法预测他的项目将采取他。他目前的目标是确定癌细胞如何反应时,他们缺少苹果酸酶1,这种损失可能会放缓增长,但李必须进行实验,以确保,因为癌症是一个足智多谋和难以实现的目标。

像改道绕行围绕一个封闭的地铁站的旅客,癌细胞可能进一步扭曲他们的新陈代谢,同时很少使用或仍不明化学反应的优势来保持增长。在这样的适应性,李和他的实验伙伴的脸认为最好的行动当然是要的好奇可以理解为多,因为他们可以了解如何癌症的作品。一起工作,他们讨论混杂的结果,调整假设,并设计新的实验。

“这真是令人鼓舞的是亚光的实验室和科赫研究所一般那里的研究人员采取基础科学方法的一部分,”李说。 “我们尽量保持开放的心态,因为可能有癌细胞依赖于任何单一的事情。每个人的工作建立起来,形成一个累积的理解“。

图片来源:罗利mcelvery

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