Ученые создали молекулярные атласы клеток: они помогают наблюдать их рост и развитие

Новые молекулярные атласы, созданные учеными, дают возможность наблюдать, как растут и развиваются клетки человека. Они отображают экспрессию и доступность генов по мере того, как клетки дифференцируются в разные типы тканей. Этой темой занимаются исследователи из Института Бротмана Бати в Сиэтле. Два созданных ими клеточных атласа позволяют отслеживать не только экспрессию генов, но и доступность хроматина во время развития тканей в организме человека.

Атласы представляют собой огромный ресурс для понимания происходящих с клетками процессов. Экспрессия генов – особый процесс, клетки в нем действуют по инструкции, которая хранится в ее собственной ДНК и она предназначена для управления синтезом белка.

Белок, в свою очередь, определяет структуру и функцию клеток. Атлас отображает, где и как происходит экспрессия генов в разных типах клеток по мере их развития и роста. Ведущий исследователь Джуньо Цао отметил, что на основе данных, предлагаемых атласом, можно создать каталог всех основных типов клеток, которые различаются по экспрессии генов в тканях. Основная цель в работе ученых заключается в профилактике генетических программ, чтобы получить как можно больше данных с максимально возможным расширением.

Для того, чтобы создать Атлас было проведено профилирование генов в 15 типов тканей. Для этого использовалась специальная техника - sci-RNA-seq3. Аппарат маркирует каждую клетку, наделяя их уникальной комбинацией трех штрих-кодов ДНК, чтобы потом их отслеживать.

Получив их последовательности, ученые использовали компьютерные алгоритмы, чтобы восстановить информацию об отдельных клетках. Они сгруппировали их по типу и подтипу, идентифицировав траектории развития. Таким образом были изучены свыше 4 миллионов клеток, разделив 77 основных типов и примерно 650 подтипов. Во втором атласе отображается хроматин. Он содействует укреплению ДНК в ядре клетки.

Он может быть как открытым для молекулярных механизмов, считывающих генетические инструкции в ДНК. Но может быть и закрытым. Знания об участках обоих типов могут подсказать, как и когда клетка включает и выключает гены.

Ученые говорят, что внимание к изучению хроматина дает представление о, так называемой, грамматике клеток. Открытые клетки доступны для обогащения, что является основой для использования определенных генов.