Cellulær funktion i væv er afhængig af det lokale miljø. Kortlægning af cellers molekylære egenskaber, mens de opnår deres nøjagtige placering i et væv, er afgørende for en bedre forståelse af sygdommen.
Fremkomsten af rumlig transkriptomik har muliggjort kortlægning af genekspression i genomskala. Stadig mangler evnen til at fange rumlig epigenetisk information om væv på cellulært niveau og genom skala. Nu et hold af Yale og Karolinska Institutets forskere har udviklet en teknologi til rumligt opløst kromatintilgængelighedsprofilering af vævssnit. Metoden kan hjælpe med at skabe detaljerede molekylære atlas af individuelle celler i forskellige væv og har til formål at forstå bedre, hvordan sygdomme udvikler sig.
Metoden definerer hvilke regioner i kromatin er tilgængelige i hele genomet i celler på bestemte steder i et væv.
Genaktivering kræver denne kromatin-tilgængelighed, som giver tydelig indsigt i den molekylære tilstand af enhver bestemt celle. Et betydeligt fremskridt i forståelsen af celleidentitet, celletilstand og de underliggende mekanismer, der styrer ekspressionen af gener - kendt som epigenetik – i udviklingen af forskellige væv eller sygdomme er evnen til at kombinere analysen af kromatin-tilgængelighed med den rumlige placering af celler.
Rong Fan, professor i biomedicinsk teknik ved Yale, sagde: "Nu kan vi identificere celletyperne for at bygge et rumligt celleatlas baseret på kromatintilgængelighed. Vi kan direkte se celletyperne på et epigenetisk niveau for en bedre definition af celletilstande eller for at opdage celletyper."
Forskere profilerede både muse- og menneskevæv ved hjælp af en metode kaldet 'spatial-ATAC-seq.' Ved at bruge denne metode på hjernevæv kunne forskerne se, hvor indviklet forskellige hjerneområder udvikler sig. For at få indsigt i organiseringen af immuncelletyper anvendte de det også på det menneskelige tonsilvæv.
Fan sagde, "Vi vil få et objektivt globalt overblik og et meget finere opløsningsbillede af alle mulige celletilstande, og endnu vigtigere, "se", hvor de er i vævet. Det er et kraftfuldt værktøj til at bygge cellekort og celleatlas."
Yanxiang Deng, en postdoktor i Fans laboratorium og hovedforfatter af undersøgelsen, sagde, at ved at bruge den nye metode kunne de identificere epigenomet af celletyper i musens hjernevæv på deres oprindelige placering."
Goncalo Castelo-Branco, professor i gliacellebiologi ved Karolinska Institutet, sagde, "Anvendelse af rumlig ATAC-Seq i syge væv kan give os mulighed for i den nærmeste fremtid at identificere overgange mellem epigenetiske tilstande i specifikke celler i sammenhæng med sygdomsnichen, hvilket vil give indsigt i de molekylære mekanismer, der medierer erhvervelsen af patologiske cellulære tilstande. ”
Journal Reference:
- Deng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. et al. Rumlig profilering af kromatintilgængelighed i muse- og menneskevæv. Natur (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05094-1
