Funkcja komórkowa w tkance zależy od lokalnego środowiska. Mapowanie właściwości molekularnych komórek przy jednoczesnym określeniu ich dokładnej lokalizacji w tkance ma zasadnicze znaczenie dla lepszego zrozumienia choroby.
Pojawienie się transkryptomiki przestrzennej umożliwiło mapowanie ekspresji genów w skali genomu. Nadal brakuje możliwości przechwytywania przestrzennych informacji epigenetycznych tkanki na poziomie komórkowym iw skali genomu. Teraz zespół ds Yale i Karolinska Institutet opracowali technologię przestrzennego rozdzielczego profilowania dostępności chromatyny skrawków tkanek. Metoda może pomóc w stworzeniu szczegółowych atlasów molekularnych poszczególnych komórek w różnych tkankach i ma na celu lepsze zrozumienie rozwoju chorób.
Metoda określa, które regiony chromatyna są dostępne w całym genomie w komórkach w określonych miejscach w tkance.
Aktywacja genów wymaga tej dostępności chromatyny, która zapewnia wyraźny wgląd w stan molekularny dowolnej konkretnej komórki. Znaczący postęp w zrozumieniu tożsamości komórki, stanu komórki i leżących u jej podstaw mechanizmów kontrolujących ekspresję genów – tzw epigenetyka – w rozwoju różnych tkanek czy chorób jest umiejętność łączenia analizy dostępności chromatyny z przestrzennym położeniem komórek.
Rong Fan, profesor inżynierii biomedycznej na Yale, powiedział: „Teraz możemy zidentyfikować typy komórek, aby zbudować przestrzenny atlas komórek w oparciu o dostępność chromatyny. Możemy bezpośrednio zobaczyć typy komórek na poziomie epigenetycznym, aby lepiej zdefiniować stany komórek lub odkryć typy komórek”.
Naukowcy sprofilowali zarówno mysie, jak i ludzkie tkanki za pomocą metody zwanej "spatial-ATAC-seq". Zastosowanie tej metody na tkance mózgowej pozwoliło naukowcom zobaczyć, jak misternie rozwijają się różne obszary mózgu. Aby uzyskać wgląd w organizację typów komórek odpornościowych, zastosowali ją również do tkanki ludzkiego migdałka.
Fan powiedział, „Uzyskamy bezstronny globalny widok i znacznie lepszą rozdzielczość wszystkich możliwych stanów komórek, a co ważniejsze,„ zobaczymy ”, gdzie się one znajdują w tkance. To potężne narzędzie do tworzenia map komórek i atlasów komórek”.
Powiedział to Yanxiang Deng, współpracownik ze stopniem doktora w laboratorium Fana i główny autor badania dzięki nowej metodzie mogli zidentyfikować epigenom typów komórek w tkance mózgowej myszy w ich natywnym miejscu”.
Goncalo Castelo-Branco, profesor biologii komórek glejowych w Karolinska Institutet, powiedziany, „Zastosowanie przestrzennego ATAC-Seq w chorych tkankach może pozwolić nam w niedalekiej przyszłości zidentyfikować przejścia między stanami epigenetycznymi w określonych komórkach w kontekście niszy chorobowej, co da wgląd w mechanizmy molekularne pośredniczące w nabywaniu patologicznych stanów komórkowych. ”
Referencje czasopisma:
- Deng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. i in. Przestrzenne profilowanie dostępności chromatyny w tkankach myszy i ludzi. Natura (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05094-1
