【東大新聞網11月28日電】（通訊員 謝芃）日前，來自東南大學生命科學與技術學院的林承棋、羅卓娟與謝芃三位教授領銜的研究團隊，在權威生物醫學期刊《Life Medicine》上發表了題為“4D live tracing reveals distinct movement trajectories of meiotic chromosomes（四維實時追蹤技術揭示減數分裂染色體不同運動軌跡）”的研究論文。通過長時間三維活細胞成像和定量分析框架，利用機器學習模型實現了對染色體軌跡的精確跟蹤和分類，揭示了小鼠卵母細胞減數分裂過程中染色體的運動模式。

染色體在細胞分裂過程中的準確分離對遺傳信息的正確傳遞至關重要，染色體在紡錘體上的準確排列是染色體分離的前提。紡錘體通過微管驅動染色體的動態運動，從而實現準確排列。然而，染色體在排列前的運動軌跡仍不明確。此外驅動染色體運動的驅動蛋白（KIF）在協調紡錘體組織和動力學中發揮著重要作用，但其如何調節染色體的運動軌跡尚不清楚。

本研究建立了一個4D成像分析框架，實現了同一細胞中全部染色體的運動軌跡追蹤、可視化與定量分析，揭示了染色體在排列前至少遵循三種不同的運動軌跡：回溯、會合和準靜態。研究進一步揭示了不同的KIF 缺失對染色體運動軌跡及染色質排列的差異影響，證明染色體運動軌跡是反映細胞能否正常分裂的重要特征。作者進而開發了一個深度學習模型來對染色體運動軌跡進行分類，為將來的高通量功能篩選提供了一種高效的途徑。這些發現和研究框架有助于更好地理解染色體分離的機制，并為預防和治療染色體異常相關疾病提供新的思路。

供稿：生命科學與技術學院

（責任編輯：嵇宏 審核：李小男）