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裡克·霍維茨說，我們還沒有看到細胞的真實面貌，現在是改變這種狀況的時候了。傳統的實驗室側重於細胞的一個或兩個方面，而不是細胞內數百個不同分子機器如何相互影響的方式。為了改進這種視角，霍維茨將離開他在弗吉尼亞大學的細胞生物學實驗室，成為位於西雅圖的艾倫細胞科學研究所的首任主任。該企業今天由慈善家保羅·艾倫捐贈 1 億美元啟動，並將加入艾倫腦科學研究所。
霍維茨說，該研究所將啟動一個大型專案，即艾倫細胞觀測站，建立細胞的動畫模型，並結合一個龐大的細胞部件資料庫，使使用者能夠放大到使這些部件在健康和疾病中發揮作用的基因和蛋白質。“它將非常像細胞的谷歌地圖，”他說。霍維茨接受了《大眾科學》的採訪，描述了該專案、新研究所以及他對他們如何改變細胞生物學的希望。
[以下是採訪的編輯稿。]
我們對細胞有哪些不瞭解的地方？科學家們已經研究它們很長時間了。
細胞非常複雜，我們沒有關於它們行為以及如何在疾病中受到干擾的任何預測模型。細胞包含數百個分子機器，例如線粒體和核糖體等細胞器。我們不知道這些機器中的基因改變如何改變它們在時間和空間上相互影響的方式，以及如何產生癌症等疾病。例如，許多癌症似乎與細胞中錯誤位置、錯誤時間的活動有關。
是什麼阻礙了科學家們？
傳統上，學術實驗室側重於分子的子集或細胞活動的子集。但是，要理解和預測細胞行為，您真的需要總覽。例如，一個細胞中有多少線粒體？有多少核糖體？它們在細胞週期中何時發生變化？這些變化如何相互關聯？我們需要一起研究它們，因為細胞實際上是一個綜合系統。
艾倫細胞觀測站將如何實現這一點？
我們希望建立細胞的動畫、視覺化模型。我們需要了解變化如何在空間和時間上影響細胞。
但為什麼要動畫？
細胞生物學文獻以長篇文字的形式呈現。這就像在讀電話簿。我們想要的是更接近谷歌地圖的東西。我們想放大並檢視蛋白質尺度的結構。我們想縮小並檢視細胞器之間的連線。這將非常強大。
我們可以使用它來構建預測模型。目前，我還沒有聽到任何人對細胞行為做出大膽的預測，結果證明是正確的。但是，一旦您看到細胞如何正常運作，您就可以擾亂一個基因或一組基因，並觀察這如何影響該細胞的生命。這需要複雜的IT、一個大型資料庫、新的生物感測器和新的細胞檢測方法來測量活動。
這種情況沒有在其他地方的細胞生物學中發生嗎？
不完全是。現在，許多研究都試圖具有很強的轉化性，專注於幫助患有不同疾病的人。我們正在構建開放訪問且所有人都可以使用的工具和基礎設施。我們不是在嘗試開發藥物。因此，我們不受僅用於開發治療方法的資金的限制。我認為我們正在做的事情將導致治療，但我們需要首先建立了解細胞的基本工具。
您將使用哪些細胞？
這非常重要。我們決定使用人類誘導多能幹細胞。它們可以分化成任何數量的細胞型別，並且可以到達身體的任何部位。我們認為我們可以非常接近現實情況。但是，實際上選擇正確的細胞系將很棘手。
為什麼如此棘手？
如果您選擇錯誤的細胞系並且它有異常，您最終會得到很多非常錯誤的東西。我們認為我們將研究三到五個不同的細胞系，看看我們是否會得到一致的結果。然後我們將弄清楚下一步該做什麼。
您什麼時候開始，需要多長時間才能獲得結果？
我們將在 2015 年秋季搬入我們在西雅圖的新大樓，從現在到那時，我們將聘請大約 75 人在該研究所工作。一旦我們搬入並開始工作，我認為我們將在三年內能夠報告取得重大進展。