제브라피시
제브라피시 Tg(Fli:EGFP;her4:RFP) 이미지, Lionheart FX를 통해 촬영
제브라피시는 메릴랜드 의대 Charles (Chaz) Hong 박사의 실험실에서 핵심적인 역할을 합니다. 여기, 작지만 강력한 발달생물학 연구용 동물들은 척추동물 발달의 화학적 생물학의 특성을 규명하기 위해 사용됩니다. 또한 제브라피시는 선택적으로 배아 발달을 조절하기 위한 새로운 화학적 도구를 발견하기 위해서도 사용됩니다. 사실 Hong Lab은 세계 최초의 뼈 형성 단백질(BMP) 억제제인 dorsomorphin의 발견에 제브라피시를 사용하였습니다. 이 단백질은 배아의 몸체를 짧게 만드는 기능으로 식별되었습니다. Hong Lab에서 일하는 의학 조교수인 Charles (Chuck) Williams 박사는 발전적인 화학적 유전 접근을 이용해 제브라피시의 배아 발달을 연구합니다. 이 접근법은 발달에서 중요한 단백질과 상호작용하는 저분자 화합물을 식별합니다. Williams 박사는 상호작용이 어떻게 제브라피시 발달을 추동하는 신호를 "깨뜨리는지"에 대한 새로운 생물학적 통찰을 발견했습니다.
Williams 박사의 본 실험실에서 고등학생 자원봉사자들이 여름 방학 동안 기본적인 표현형 정보를 모았습니다. 이 활동은 차세대 연구자들의 영감을 불러일으켰지만, 학생들의 시간은 제한적이었으며 결과의 기록은 학생마다 천차만별로 달랐습니다. 실험실이 새로운 기관으로 옮겨가면서 Williams 박사는 고효율 이미징 시스템으로 이용하길 원했습니다. 또한 Williams 박사는 "전체 배아를 비롯해 신경능관 이동과 같은 표현형과 더 미묘한 표현형을 보다 많이 관찰해 균일한 정보를 얻길 원했습니다."라고 회상하였습니다.
Williams 박사는 실험실에서 수행하는 여러 분석의 요건을 충족하기 위한 성능의 깊이를 고려해 Agilent BioTek Lionheart FX 자동 현미경을 선택하였습니다. 실험실에서 행해지는 분석으로는 제브라피시 발달의 시간별 분석, 암의 이동성을 알아보기 위한 스크래치 및 구형 침습 분석(shperoid invasion assay), GPCR, 칼슘 흐름 분석 등이 있습니다. 그는 "Lionheart의 1.25배 확대 대상은 96-well 마이크로플레이트의 전 시야를 완전하게 포착하면서도 z-stack 이미지 없이도 전체 배아에 초점이 맞도록 충분한 깊이를 갖추고 있기 때문에 제브라피시 이미징에 딱 맞습니다."라고 설명했습니다. Lionheart FX에 대한 소문이 퍼지자 다른 실험실도 Hong Lab에 연락해 고효율 이미징을 이용한 분석 개발 및 파일럿 연구에 대한 도움을 요청하였습니다. Lionheart FX 설치 3개월 후에는 수요가 워낙 높아져 실험실은 이 자동 현미경을 사용하고자 하는 이들을 위해 온라인 스케줄 계획을 작성하기 시작해야만 했습니다. 실험실은 향후 두 번째 Lionheart FX 기기를 들여야 하는 상황입니다.
사용자들은 쉬운 사용성에 높은 점수를 부여합니다. Williams 박사는 어떤 수준의 사용자든 쉽게 분석 과정에서 설정된 파라미터를 이용해 고품질 데이터를 얻을 수 있다고 말합니다. 최적 상태가 아닌 형광체로 새로운 작업자가 작업을 하더라도 Lionheart FX는 협력자들이 연구 지원금을 획득하는 데 충분한 사전 데이터를 제공할 수 있었습니다. 실험실은 정상과 비정상 배아를 구별하기 위해 인공지능의 콘볼루션 신경망을 이용하는 알고리즘 개발을 진행 중이며, 관찰자의 편견을 완벽히 제거하는 비정상성 자동 하위 분류법도 개발하고 있습니다. Williams 박사는 제브라피시 커뮤니티가 매우 긴밀한 그룹으로, 작업자들이 Lionheart FX와 사랑에 빠졌다고 말합니다. "모든 이점을 나열하기도 힘듭니다. 그냥 우리의 모든 요구를 채워주는 완벽한 기기일 뿐입니다."
메릴랜드 의대의 Hong Lab에 대해 더 자세히 알아보려면 웹사이트를 방문하세요. Agilent BioTek과의 경험에 대해 공유해주신 Charles Williams 박사님께 감사드립니다.
연구용으로만 사용하십시오. 진단 용도로는 사용하실 수 없습니다.