Chức năng tế bào trong mô phụ thuộc vào môi trường địa phương. Lập bản đồ các đặc tính phân tử của tế bào trong khi có được vị trí chính xác của chúng trong mô là điều cần thiết để hiểu rõ hơn về căn bệnh này.
Sự xuất hiện của phiên mã không gian đã cho phép lập bản đồ biểu hiện gen ở quy mô bộ gen. Tuy nhiên, khả năng nắm bắt thông tin biểu sinh không gian của mô ở cấp độ tế bào và quy mô bộ gen còn thiếu. Bây giờ, một đội gồm Yale và các nhà nghiên cứu của Viện Karolinska đã phát triển một công nghệ để lập hồ sơ khả năng tiếp cận chất nhiễm sắc được phân giải theo không gian của các phần mô. Phương pháp này có thể giúp tạo ra các bản đồ phân tử chi tiết của các tế bào riêng lẻ trong các mô khác nhau và nhằm mục đích hiểu rõ hơn về cách thức bệnh phát triển.
Phương thức xác định vùng nào của chất nhiễm sắc có thể truy cập trên toàn bộ bộ gen trong các tế bào tại các vị trí cụ thể trong mô.
Kích hoạt gen yêu cầu khả năng tiếp cận chất nhiễm sắc này, cung cấp những hiểu biết rõ ràng về điều kiện phân tử của bất kỳ tế bào cụ thể nào. Một bước tiến đáng kể trong việc tìm hiểu bản sắc tế bào, trạng thái tế bào và các cơ chế cơ bản kiểm soát sự biểu hiện của gen – được gọi là biểu sinh – trong sự phát triển của các mô hoặc bệnh khác nhau là khả năng kết hợp phân tích khả năng tiếp cận của chất nhiễm sắc với vị trí không gian của các tế bào.
Rong Fan, giáo sư kỹ thuật y sinh tại Yale, cho biết: “Bây giờ chúng tôi có thể xác định các loại tế bào để xây dựng một tập bản đồ tế bào không gian dựa trên khả năng tiếp cận của chất nhiễm sắc. Chúng ta có thể trực tiếp nhìn thấy các loại tế bào ở cấp độ biểu sinh để có định nghĩa tốt hơn về trạng thái tế bào hoặc để khám phá các loại tế bào.”
Các nhà khoa học đã mô tả cả mô của chuột và người bằng phương pháp gọi là 'không gian-ATAC-seq.' Sử dụng phương pháp này trên mô não cho phép các nhà khoa học xem các vùng não khác nhau phát triển phức tạp như thế nào. Để hiểu sâu hơn về tổ chức của các loại tế bào miễn dịch, họ cũng áp dụng nó cho mô amidan của con người.
Fan nói, “Chúng tôi sẽ có được một cái nhìn toàn cầu không thiên vị, và một cái nhìn có độ phân giải tốt hơn nhiều, về tất cả các trạng thái tế bào có thể có, và quan trọng hơn, 'xem' vị trí của chúng trong mô. Đó là một công cụ mạnh mẽ để xây dựng bản đồ tế bào và tập bản đồ tế bào.”
Yanxiang Deng, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Fan và là tác giả chính của nghiên cứu, nói rằng bằng cách sử dụng phương pháp mới, họ có thể xác định bộ gen biểu sinh của các loại tế bào trong mô não chuột ở vị trí tự nhiên của chúng.”
Goncalo Castelo-Branco, giáo sư sinh học tế bào thần kinh đệm tại Viện Karolinska, nói, “Việc áp dụng ATAC-Seq không gian trong các mô bị bệnh có thể cho phép chúng tôi trong tương lai gần xác định sự chuyển đổi giữa các trạng thái biểu sinh trong các tế bào cụ thể trong bối cảnh của ổ bệnh, điều này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về các cơ chế phân tử làm trung gian cho việc thu nhận các trạng thái tế bào bệnh lý. ”
Tạp chí tham khảo:
- Đặng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. và cộng sự. Hồ sơ không gian của khả năng tiếp cận chất nhiễm sắc trong các mô của chuột và người. Thiên nhiên (Năm 2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05094-1
