Cellulær funksjon i vev er avhengig av lokalmiljøet. Kartlegging av de molekylære egenskapene til celler samtidig som de tilegner seg deres nøyaktige plassering i et vev er avgjørende for en bedre forståelse av sykdommen.
Fremveksten av romlig transkriptomikk har muliggjort kartlegging av genuttrykk i genomskala. Likevel mangler evnen til å fange romlig epigenetisk informasjon om vev på cellenivå og genomskala. Nå, et team av Yale og Karolinska Institutet-forskere har utviklet en teknologi for romlig løst kromatintilgjengelighetsprofilering av vevssnitt. Metoden kan bidra til å lage detaljerte molekylære atlas av individuelle celler i forskjellige vev og har som mål å forstå bedre hvordan sykdommer utvikler seg.
Metoden definerer hvilke regioner i kromatin er tilgjengelig over hele genomet i celler på spesifikke steder i et vev.
Genaktivering krever denne kromatintilgjengeligheten, som gir distinkt innsikt i den molekylære tilstanden til en bestemt celle. Et betydelig fremskritt i å forstå celleidentitet, celletilstand og de underliggende mekanismene som kontrollerer ekspresjonen av gener – kjent som epigenetikk – i utviklingen av ulike vev eller sykdommer er evnen til å kombinere analysen av kromatintilgjengelighet med den romlige plasseringen av celler.
Rong Fan, professor i biomedisinsk ingeniørfag ved Yale, sa: "Nå kan vi identifisere celletypene for å bygge et romlig celleatlas basert på kromatintilgjengelighet. Vi kan direkte se celletypene på et epigenetisk nivå for en bedre definisjon av celletilstander eller for å oppdage celletyper."
Forskere profilerte både muse- og menneskevev ved å bruke en metode kalt 'spatial-ATAC-seq.' Ved å bruke denne metoden på hjernevev kunne forskere se hvor intrikat ulike hjerneregioner utvikler seg. For å få innsikt i organiseringen av immuncelletyper, brukte de det også på menneskets mandelvev.
Fan sa, "Vi vil få et objektivt globalt syn, og et mye finere oppløsningsbilde, av alle mulige celletilstander, og enda viktigere, "se" hvor de er i vevet. Det er et kraftig verktøy for å bygge cellekart og celleatlas.»
Yanxiang Deng, en postdoktor i Fans laboratorium og hovedforfatter av studien, sa at ved å bruke den nye metoden, kunne de identifisere epigenomet til celletyper i musens hjernevev på deres opprinnelige plassering.»
Goncalo Castelo-Branco, professor i gliacellebiologi ved Karolinska Institutet, sa, "Å bruke romlig ATAC-Seq i sykt vev kan tillate oss i nær fremtid å identifisere overganger mellom epigenetiske tilstander i spesifikke celler i sammenheng med sykdomsnisjen, noe som vil gi innsikt i de molekylære mekanismene som medierer oppkjøpet av patologiske cellulære tilstander. ”
Tidsreferanse:
- Deng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. et al. Romlig profilering av kromatintilgjengelighet i mus og menneskelig vev. Natur (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41586-022-05094-1
