การทำงานของเซลล์ในเนื้อเยื่อขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น การทำแผนที่คุณสมบัติระดับโมเลกุลของเซลล์ในขณะที่หาตำแหน่งที่แน่นอนภายในเนื้อเยื่อเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับโรค
การเกิดขึ้นของทรานสคริปโตมิกเชิงพื้นที่ได้เปิดใช้งานการทำแผนที่การแสดงออกของยีนในระดับจีโนม ถึงกระนั้น ความสามารถในการจับข้อมูล epigenetic เชิงพื้นที่ของเนื้อเยื่อในระดับเซลล์และระดับจีโนมยังขาดอยู่ ขณะนี้ทีมงานของ เยล และนักวิจัยของสถาบัน Karolinska Institutet ได้พัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการสร้างโปรไฟล์การเข้าถึงโครมาตินที่ได้รับการแก้ไขเชิงพื้นที่ของส่วนต่างๆ ของเนื้อเยื่อ วิธีการนี้สามารถช่วยสร้างแผนที่ระดับโมเลกุลโดยละเอียดของแต่ละเซลล์ในเนื้อเยื่อต่างๆ และมีเป้าหมายเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าโรคต่างๆ เกิดขึ้นได้อย่างไร
เมธอดจะกำหนดว่าภูมิภาคใดของ โครมาติ สามารถเข้าถึงได้ทั่วทั้งจีโนมในเซลล์ ณ ตำแหน่งเฉพาะในเนื้อเยื่อ
การเปิดใช้งานยีนจำเป็นต้องมีการเข้าถึงโครมาตินนี้ ซึ่งนำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่ชัดเจนเกี่ยวกับสภาพโมเลกุลของเซลล์ใดเซลล์หนึ่ง ความก้าวหน้าที่สำคัญในการทำความเข้าใจลักษณะเฉพาะของเซลล์ สถานะของเซลล์ และกลไกพื้นฐานที่ควบคุมการแสดงออกของยีน หรือที่เรียกว่า epigenetics – ในการพัฒนาเนื้อเยื่อหรือโรคต่าง ๆ คือความสามารถในการรวมการวิเคราะห์การเข้าถึงโครมาตินกับตำแหน่งเชิงพื้นที่ของเซลล์
หรง ฟาน ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์แห่งมหาวิทยาลัยเยลกล่าวว่า “ตอนนี้เราสามารถระบุประเภทเซลล์เพื่อสร้างแผนที่เซลล์เชิงพื้นที่ตามความสามารถในการเข้าถึงของโครมาติน เราสามารถมองเห็นประเภทเซลล์ได้โดยตรงในระดับ epigenetic เพื่อคำจำกัดความที่ดีขึ้นของสถานะของเซลล์หรือเพื่อค้นหาประเภทเซลล์”
นักวิทยาศาสตร์ทำโปรไฟล์ทั้งหนูและเนื้อเยื่อของมนุษย์โดยใช้วิธีการที่เรียกว่า 'spatial-ATAC-seq' การใช้วิธีนี้กับเนื้อเยื่อสมองทำให้นักวิทยาศาสตร์เห็นว่าส่วนต่างๆ ของสมองมีพัฒนาการที่ซับซ้อนเพียงใด เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการจัดประเภทของเซลล์ภูมิคุ้มกัน พวกเขายังได้นำไปใช้กับเนื้อเยื่อต่อมทอนซิลของมนุษย์
แฟนบอกว่า “เราจะได้รับมุมมองระดับโลกที่เป็นกลาง และมุมมองความละเอียดที่ละเอียดยิ่งขึ้น สถานะของเซลล์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด และที่สำคัญกว่านั้นคือ 'เห็น' ว่าพวกมันอยู่ที่ไหนในเนื้อเยื่อ เป็นเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับสร้างแผนที่เซลล์และแผนที่เซลล์”
Yanxiang Deng ผู้ช่วยหลังปริญญาเอกในห้องทดลองของ Fan และผู้เขียนนำของการศึกษากล่าวว่า ด้วยการใช้วิธีการใหม่ พวกเขาสามารถระบุ epigenome ของเซลล์ชนิดต่างๆ ในเนื้อเยื่อสมองของหนูในตำแหน่งดั้งเดิมได้”
Goncalo Castelo-Branco ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาเซลล์เกลียแห่ง Karolinska Institutet กล่าวว่า, “การใช้ ATAC-Seq เชิงพื้นที่ในเนื้อเยื่อที่เป็นโรคอาจช่วยให้เราในอนาคตอันใกล้สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะ epigenetic ในเซลล์เฉพาะในบริบทของเฉพาะโรค ซึ่งจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลที่เป็นสื่อกลางในการได้มาซึ่งสถานะเซลล์ทางพยาธิวิทยา ”
การอ้างอิงวารสาร:
- Deng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. และคณะ การทำโปรไฟล์เชิงพื้นที่ของการเข้าถึงโครมาตินในหนูและเนื้อเยื่อของมนุษย์ ธรรมชาติ (2022). ดอย: 10.1038/s41586-022-05094-1
