“測序反應(yīng)已經(jīng)完成,接下來是毛細(xì)管電泳分離。”一名實驗員向周悅匯報。
周悅點點頭,走到毛細(xì)管電泳儀前,仔細(xì)檢查著儀器的參數(shù):“一定要確保儀器處于最佳狀態(tài),測序結(jié)果的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到我們對突變位點的判斷。”
毛細(xì)管電泳儀運行了四個小時后,測序結(jié)果出來了。周悅和趙凱一起坐在數(shù)據(jù)分析電腦前,查看每一份樣本的測序圖譜。圖譜上,CENPJ基因的突變位點清晰可見,患者樣本中該位點的突變率達(dá)到了45%,而在一千名健康對照樣本中,該位點的突變率僅為0.2%,與之前的篩選結(jié)果高度一致。
“初步驗證成功了!”周悅的聲音帶著一絲哽咽,這段時間的辛苦付出終于有了回報。她想起了那些被罕見遺傳病折磨的患者,想起了他們家屬期盼的眼神,心中涌起一股強(qiáng)烈的責(zé)任感。
趙凱也很興奮,他拍了拍周悅的肩膀:“接下來是細(xì)胞模型實驗,我們AI團(tuán)隊會全程配合你們,做好數(shù)據(jù)分析工作。”
細(xì)胞模型實驗是驗證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。周悅帶領(lǐng)團(tuán)隊選取了人類胚胎腎細(xì)胞(HEK293T)作為研究對象,通過基因編輯技術(shù),將CENPJ基因的該突變位點導(dǎo)入細(xì)胞中,構(gòu)建突變細(xì)胞模型。同時,構(gòu)建了正常的野生型細(xì)胞模型作為對照。
基因編輯操作在無菌實驗室進(jìn)行。實驗員們在超凈工作臺前,小心翼翼地操作著顯微注射儀,將編輯后的基因片段精準(zhǔn)地導(dǎo)入細(xì)胞中。這個過程需要極高的專注力,稍有不慎就會導(dǎo)致實驗失敗。周悅?cè)淌卦趯嶒炇依铮S時解決實驗中出現(xiàn)的問題。
細(xì)胞模型構(gòu)建完成后,被放入了恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。接下來的幾天,實驗員們每天都會定時觀察細(xì)胞的生長狀態(tài),并通過顯微鏡觀察細(xì)胞分裂情況。趙凱帶領(lǐng)AI技術(shù)組的成員,開發(fā)了一套細(xì)胞分裂動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崟r捕捉細(xì)胞分裂的圖像,并自動分析細(xì)胞分裂的周期和異常率。
“你們看,突變細(xì)胞模型的分裂速度明顯變慢,而且出現(xiàn)了大量的分裂異常細(xì)胞。”一名實驗員指著顯微鏡下的細(xì)胞圖像說道。屏幕上,突變細(xì)胞在分裂過程中,染色體無法正常分離,形成了多核細(xì)胞和異常形態(tài)的子細(xì)胞。
趙凱調(diào)出AI監(jiān)測系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù):“根據(jù)系統(tǒng)分析,突變細(xì)胞的分裂異常率達(dá)到了38%,而野生型細(xì)胞的分裂異常率僅為2.1%。這個數(shù)據(jù)充分說明,CENPJ基因的該突變位點,確實會導(dǎo)致細(xì)胞分裂異常。”
楊芳來到實驗室,查看了細(xì)胞模型的實驗結(jié)果,滿意地點點頭:“細(xì)胞層面的驗證很成功。接下來,我們要盡快開展動物模型實驗,驗證該突變在活體中的影響。”
動物模型實驗選取了小鼠作為實驗對象。周悅帶領(lǐng)團(tuán)隊,通過CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù),構(gòu)建了攜帶CENPJ基因該突變位點的基因編輯小鼠。這個過程需要經(jīng)過胚胎注射、代孕小鼠培育、基因鑒定等多個復(fù)雜環(huán)節(jié),耗時較長。
在等待基因編輯小鼠出生的這段時間里,聯(lián)合工作小組并沒有閑著。趙凱帶領(lǐng)團(tuán)隊,利用AI算法對CENPJ基因的突變位點進(jìn)行了深入分析,預(yù)測了該突變可能影響的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò),為后續(xù)的藥物研發(fā)提供了潛在的靶點。周悅則帶領(lǐng)團(tuán)隊,查閱了大量的文獻(xiàn)資料,梳理了該罕見遺傳病的發(fā)病機(jī)制,為動物模型實驗的結(jié)果分析做好了準(zhǔn)備。
一個月后,第一批基因編輯小鼠順利出生。實驗員們立刻對小鼠進(jìn)行了基因鑒定,確認(rèn)其中有十八只小鼠成功攜帶了CENPJ基因的突變位點。這些小鼠被單獨飼養(yǎng)在SPF級動物房里,實驗員們每天都會觀察它們的生長發(fā)育情況,并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。
隨著小鼠逐漸長大,實驗員們發(fā)現(xiàn),攜帶突變位點的小鼠出現(xiàn)了明顯的發(fā)育異常癥狀:生長遲緩,體重明顯低于正常小鼠;運動能力下降,行走不穩(wěn);部分小鼠還出現(xiàn)了眼部發(fā)育異常的情況。這些癥狀與該罕見遺傳病患者的癥狀高度相似。
“太好了!動物模型實驗也成功了!”周悅拿著實驗數(shù)據(jù)報告,激動地沖進(jìn)了數(shù)據(jù)分析室。此時,趙凱正在優(yōu)化算法,看到周悅進(jìn)來,立刻放下手中的工作。
周悅將實驗報告放在桌上,指著上面的數(shù)據(jù)說道:“攜帶突變位點的小鼠,生長遲緩率達(dá)到了83%,運動能力下降率達(dá)到了76%,眼部發(fā)育異常率達(dá)到了42%。這些數(shù)據(jù)充分證明,CENPJ基因的該突變位點,是導(dǎo)致這種罕見遺傳病的關(guān)鍵致病位點!”
趙凱拿起報告,仔細(xì)閱讀著每一個數(shù)據(jù),眼中滿是欣喜:“我們的努力沒有白費!接下來,我們可以基于這個致病位點,開展精準(zhǔn)治療方案的研發(fā)了。比如,通過基因編輯技術(shù)修復(fù)突變位點,或者開發(fā)能夠調(diào)控該基因功能的藥物。”
蘇明遠(yuǎn)教授和楊芳得知動物模型實驗成功的消息后,第一時間趕到了研發(fā)中心。楊芳看著實驗數(shù)據(jù),感慨地說道:“找到這個關(guān)鍵致病位點,是治療這種罕見遺傳病的第一步,也是最關(guān)鍵的一步。這不僅離不開兩個團(tuán)隊的緊密配合,更離不開靈湖浩宇‘科技向善’的理念支撐。”
吳浩也特意來到研發(fā)中心,看望忙碌的團(tuán)隊成員。他看著屏幕上的實驗數(shù)據(jù)和小鼠的癥狀照片,心中滿是欣慰:“大家辛苦了!這個成果的取得,不僅為這種罕見遺傳病的治療帶來了希望,也為我們‘AI+生物科技’的研發(fā)模式提供了成功的范例。接下來,公司會加大投入,支持你們開展后續(xù)的精準(zhǔn)治療研發(fā)工作。”
研發(fā)中心里響起了熱烈的掌聲。這段時間,聯(lián)合工作小組的成員們付出了太多的努力,無數(shù)個夜晚,實驗室的燈光都亮到天明;無數(shù)次實驗失敗,他們都沒有放棄,而是一次次總結(jié)經(jīng)驗,重新出發(fā)。現(xiàn)在,他們的努力終于換來了豐碩的成果。
當(dāng)天晚上,吳浩特意在靈湖浩宇的員工餐廳安排了一頓慶功宴。聯(lián)合工作小組的成員們齊聚一堂,臉上都洋溢著輕松的笑容。餐桌上,大家聊著實驗過程中的趣事和難題,分享著成功的喜悅。