该项目的首要研究问题是了解与患者心脏病相关的突变如何在细胞水平上改变心脏功能。
该团队使用 CRISPR 技术通过将 P710R 突变插入其中来编辑人类诱导的多能干细胞心肌细胞(负责心脏收缩的细胞)。这种纯粹的、无突变的细胞系提供了一个完美的基准，可以与细胞进行比较，非常精确地看到P710R突变的影响。例如，研究团队现在正在测试相同遗传背景下与心脏病相关的不同突变的影响。
研究人员表示，可以有 10 个人在这种蛋白质中具有相同的基因突变，他们可能具有不同程度的临床意义，因为他们基因组的其余部分是不同的;这就是使我们成为个体的原因。这些可帮助我们监测基因突变的结果是什么。通过比较不同突变的影响，可以开始梳理这些变化如何导致 HCM。它使我们能够仔细观察细胞如何以及为什么适应以这种方式突变，并获取数据并将其与心脏壁的厚度和下游发生的所有其他事情联系起来。
这项研究始于近 15 年前，现在，CRISPR技术使研究人员能够设计出表达与心脏疾病有关的特定突变的细胞，然后评估分子和功能变化，以确定已在HCM患者身上发现的个别突变的细胞影响。这些研究将从机制上了解个别突变在分子水平上如何转化为患者的HCM。
在该项目中，一旦引入突变，研究团队对细胞进行检测，使用牵引力显微镜，这种检测可以同时观察跳动的细胞和它产生的力。他们使用光阱在分子水平上对相同的突变蛋白质进行了单独的研究，在该陷阱中，当肌球蛋白头沿着肌球蛋白行走时，施加光压以精确控制夹在珠子之间的肌球蛋白 "哑铃 "的位置和力量，从而测量肌球蛋白的动力循环。该测定表明，P710R突变降低了肌球蛋白运动的步长和肌球蛋白与肌动蛋白分离的速率。
这些观察结果随后与肌球蛋白马达如何在细胞中相互作用以产生力的计算模型进行了比较。结果证实了被称为肌球蛋白的 "超级放松状态 "的调节的关键作用。正如研究人员解释的那样，肌球蛋白头花费大量时间处于超松弛状态，指的是它与肌动蛋白解离的状态下。任何改变肌球蛋白马达与肌动蛋白结合的时间或强度的突变或药物都会改变细胞力产生和改变驱动重塑和生长或肥大的下游信号事件。
