Для понимания механизмов развития заболеваний целью является создание подробных молекулярных атласов отдельных клеток в различных тканях. Исследовательская группа из Йельского университета и Каролинского института разработала методику, которая еще на один шаг приближает нас к этой цели.
Функционирование клеток в ткани зависит от местной среды. Для лучшего понимания болезни важно составить карту молекулярных свойств клеток в ткани, при этом точно зная, где они расположены. Профессор Рон Фан (биомедицинская инженерия) из Йельского университета и профессор Гонсало Кастелло-Бланко (биология глиальных клеток) из Каролинского института возглавляют исследовательскую группу, которая разработала новую методику для этой цели. Это позволило выяснить, какие области хроматина-комплекса ДНК и белков, упакованного в клеточном ядре, доступны для всего генома клетки в конкретном месте ткани.
Такая доступность хроматина необходима для активации генов и, таким образом, предоставляет уникальную информацию о молекулярном состоянии клетки. Возможность анализа доступности хроматина в сочетании с пространственным расположением клетки может обеспечить лучшее понимание глубинных механизмов, определяющих идентичность клеток, их состояние и экспрессию генов при развитии различных тканей и заболеваний, известных как эпигенетика. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Теперь мы можем идентифицировать типы клеток для создания пространственного клеточного атласа на основе доступности хроматина. Мы можем непосредственно изучать типы клеток на эпигенетическом уровне и лучше определять состояния клеток и открывать их типы.
Используя технику, называемую «пространственный-ATAC-seq», исследователи изучили ткани мыши и человека. Применение этой техники к тканям мозга выявило сложные процессы, в результате которых развиваются различные области мозга. Он также был применен к ткани миндалины человека и позволил организовать типы иммунных клеток.
Что еще важнее, мы можем «видеть», где они расположены в ткани. Это мощный инструмент для создания карт и атласов клеток.
Янсян Денг, научный сотрудник лаборатории профессора Фанга и ведущий автор исследования, сказал, что с помощью нового метода они смогли определить эпигеном типов клеток в тканях мозга мыши в их естественном расположении.
Применение пространственного ATAC-Seq в пораженных тканях может в ближайшем будущем позволить нам выявлять переходы между эпигенетическими состояниями в конкретных клетках применительно к заболеваниям и получить представление о молекулярных механизмах, непосредственно влияющих на приобретение патологических клеточных состояний».
В настоящее время осуществляется амбициозная глобальная инициатива по составлению карты всех различных типов клеток, присутствующих во всех органах и различных тканях человека. Секвенирование отдельных клеток имеет важное значение для этой инициативы, но трудно соотнести расположение типов клеток с исходной тканевой средой. Это исследование впервые позволяет напрямую наблюдать типы клеток в ткани, которые определяются их глобальным эпигенетическим статусом.