Uuenduslik tehnika näitab ajurakkude "tuumikku identiteeti"

Фитнес-браслет Xiaomi Amazfit Health Band. ru.Gearbest.com (Juuli 2019).

Anonim

Inimjuur koosneb ligikaudu 170 miljardist rakust, millest igaüks on välja arendatud spetsiifiliste ülesannete täitmiseks ja mis tekitab olulise küsimuse: mis muudab need rakud üksteisest erinevaks?

Enamik biolooge üritab vastata sellele põhilisele päringule, eraldades rakud ükshaaval ja võttes oma molekulaarsed sõrmejäljed. RNA sekveneerimisel igas üksikus rakus võivad teadlased kindlaks määrata, millised geenid antud kudedes olid "sisse". Kuid tehnikat, mida kasutatakse rakkude eemaldamiseks kudede tükkidest, on keeruline rakendada inimese aju õrnate spindlite neuronite suhtes ja neil on lisaks statistilised piirangud.

Nüüd on UC San Francisco teadlased näidanud, et on võimalik uurida rakulist identiteeti, aurukoe proovide pihustamisega, nende RNA eraldamisega lahtiselt ja geeni aktiivsuse allkirja mustrite otsimisega. Looduse neuroteaduse 2018. aasta septembri numbriga kaasnevas uues uuringus analüüsiti miljardite rakkude andmeid, mis ühendati enam kui 7200 neurotipisest koeproovist, mis koguti viimasel kümnendil 840 inimese doonorilt.

"Uuringud, mis analüüsivad kümneid tuhandeid üksikuid rakke, on muljetavaldavad, kuid lihtsalt ei saa küünlaid miljoneid rakke, mis asuvad puutumata koekogumites, " ütles Michael Oldham, UCSF neuroloogilise kirurgia professor ja vanem autor Uuring. "Inimesed on alahinnanud kogumassist toodetud omicsi andmekogumite infosisu - selle lähenemisviisi abil saame säilitada igasuguseid olemasolevaid andmeid, et tegeleda väga paljude bioloogiliste küsimustega."

Kogumikude proovid sisaldavad oma olemuselt mitmesuguseid rakutüüpe. Uurijad väitsid, et kui iga rakutüübil on geeniekspressiooni iseloomulik muster, siis need allkirjad kasvavad järjepidevalt paljude koeproovide kaupa. Teisisõnu, antud koes olevate rakkude spetsiifiline sorteerimine peaks genereerima üldist geeniekspressiooni prognoositavalt.

Kasutades avaldatud andmekogumeid ja kindlaksmääratud rakulise identiteedi markereid, leidsid teadlased tuhandete transkriptomeenide peamistest rakuklassidest - nimelt neuronitest, oligodendrotsüütidest, astrotsüütidest ja mikrogliaastast - märgistavad sõrmejäljed. Teadlased on teinud oma töö kättesaadavaks veebiressursina. Sait võimaldab teadlastel kergesti tuvastada, millistes geenides on aju erinevad rakuklassid iseloomulikud, ja kus neid rakke leitakse tavaliselt.

See uus meetod võiks aidata teadlastel ennustada, millised rakud ja ajupiirkonnad on konkreetse haiguse põhieesmärgid. Teadlased on juba kasutanud meetodit, et modelleerida selliste geenide ekspressiooni, mis teadaolevalt suurendavad Alzheimeri tõve riski.

Nad leidsid, et varase algusega Alzheimeri tõvega kaasnevad kaks geeni, nn APP ja PSEN1, on valdavalt neuronite ja oligodendrotsüütide poolt ekspresseeritud. Võrdlemaks, kahe hilinenud Alzheimeri tõvega seotud geenid - APOE ja TREM2 - eksponeeritakse valdavalt astrotsüüdid ja mikroglia. Need leiud viitavad sellele, et peamised transkriptsioonilised muutused teatud rakutüüpides võivad haiguse erinevad ilmingud olla aluseks.

Seda tüüpi analüüsi võib kasutada inimestest väljaspool asuvates kudedes, et profiilida rakke mis tahes bioloogilises süsteemis, ükskõik millistel loomaliikidel nii tervetel kui ka haigusseisunditel. Lisaks geeniekspressiooni analüüsimisele saab lähenemist kohandada, et selgitada, millised valgud, lipiidid või epigeneetilised markerid esindavad konkreetset tüüpi rakke.

Uue tehnika abil saab teadmisi aidata teadlastel mõista, miks erinevad rakutüübid funktsioneerivad nii, nagu nad teevad - ja ilma kangete ülesannete lahuta kudede, rakkude lahtrisse võtmise.

menu
menu