Posnetek izraza matičnih celic: Raziskave kažejo moč enocelične genomike | 2020

Vsebina:

Anonim

Matične celice obstajajo v "zemeljskem" stanju, preden jih nekaj sproži v funkcionalne celice, kot so jetra, srce ali krvne celice. Kateri iskri, da je sprememba v veliki meri povezana s tem, kako, kdaj in v kakšnem vrstnem redu so izraženi geni znotraj te celice, ali vklopljeni in izklopljeni. Opredelitev izražanja genov pri matičnih celicah je bistvenega pomena za razumevanje temeljne biologije zdravja in bolezni. Prav tako lahko pomaga pri odkrivanju genetskih dejavnikov, ki se pojavijo v odzivu osebe na zdravilo.

Raziskovalci inštituta Wellcome Trust Sanger in EMBL-jevega Evropskega inštituta za bioinformatiko (EMBL-EBI) so uporabili tehnologijo enoceličnega RNA sekvenciranja za proučevanje izražanja več tisoč genov v približno 700 mišjih embrionalnih matičnih celicah (mESC) in ugotovili, da obstaja podpis. mešanica genske ekspresije, ki je značilna za različne celične populacije. Ugotovili so tudi, da ta mešanica določa dolžino celičnega cikla. Z drugimi besedami, heterogenost genske ekspresije po celicah podpira celično vedenje.

"Lahko naredite nekakšen posnetek tega zelo dinamičnega procesa izražanja genov, in iz tega izpeljete veliko informacij," pojasnjuje Ola Kolodziejczk iz EMBL-EBI in Inštituta Sanger. "To je precej podobno fotografiranju množice na Times Squareu ob novem letu od zgoraj in naročanje vsem posameznikom po starosti, da dobijo občutek njihovega življenjskega cikla, ali pa jih združijo po slogu oblačil, da bi ugotovili, na katero stranko bodo šli. na naslednji. "

Enokomponentno RNA sekvenciranje pomaga raziskovalcem videti, kaj naredi vse celice v našem telesu različne oblike, napovedujejo, kaj lahko naredijo in raziščejo številne elemente, ki prispevajo k njihovim usodam. V tej študiji je skupina razvila nove pristope, ki označujejo, kako se ravni izražanja genov spreminjajo, matične celice z matičnimi celicami, v treh različnih stanjih.

"Ena res zanimiva stvar je bila, da smo identificirali nove gene, vključene v regulativno mrežo matičnih celic, in potrdili naše ugotovitve z uporabo tehnologije CRISPR," pravi Jong Kyoung Kim iz EMBL-EBI. "To nas pripelje do sklepanja o tem, kako je sestavljena celotna mreža - in to nam lahko omogoči vpogled v to, kaj ohranja izvorne celice v osnovni državi in ​​kaj jih povzroča, da se spremenijo."

Z razčlenjevanjem hrupne mešanice celic za izražanje genov po celicah so raziskovalci odkrili redko subpopulacijo celic, ki izražajo par markerskih genov, ki jih izražajo tudi celice v dvo-celični fazi zarodka, ki se lahko razvijejo v katerikoli celični tip. („totipotent“). Čeprav redki mESC-ji, ki so opredeljeni v tej študiji, delijo le nekatere molekularne značilnosti dvo-celičnega sistema, bodo zagotovili dragocene vire za študij zgodnjega razvoja.

"Naša študija resnično pokaže moč transkriptomic enih celic, kako lahko razkrije biološko relevantno heterogenost v izražanju, ki jo pogosto prikrivajo tradicionalne metode," pravi Sarah Teichmann, vodja skupine tako v EMBL-EBI kot v Inštitutu Sanger. "Doda povsem novo dimenzijo, kako najdemo odnose med kultiviranimi celicami in naravnim razvojem, kar pomeni veliko razliko v raziskavah genomike."