טכניקה חדשנית חושפת "זהויות הליבה" של תאי המוח

יורי החוזה: סיפורו של השמאל המודרני וקבוצות חדשניות נוספות (יוני 2019).

Anonim

המוח האנושי מורכב מ -170 מיליארד תאים, שכל אחד מהם התפתח לביצוע משימות ספציפיות, מה שמעלה את שאלת המפתח: מה הופך תאים אלה שונים זה מזה?

רוב הביולוגים מנסים לענות על שאילתה בסיסית זו על ידי בידוד תאים בזה אחר זה ולוקחים את טביעות האצבעות המולקולריות שלהם. על ידי סידור ה- RNA בכל תא בודד, המדענים יכולים לקבוע אילו גנים היו "על" ברקמה נתונה. אבל הטכניקות המשמשות תאים ברגים מ chunks של רקמות קשה ליישם את נוירונים עדינים, דקיקות של המוח האנושי - ויש להם מגבלות סטטיסטיות, חוץ מזה.

כעת, חוקרים מאוניברסיטת סן פרנסיסקו הראו שאפשר לחקור את הזהות הסלולארית על ידי דגימת דגימת רקמת המוח, חילוץ RNA שלהם בכמויות גדולות וחיפוש דפוסי חתימה של פעילות הגן. המחקר החדש, שהופיע על עטיפת גיליון ספטמבר 2018 של Nature Neuroscience, ניתח נתונים ממיליארדי תאים, שנאספו מ -7, 200 דגימות רקמות נוירוטיפיות שנאספו מ -840 תורמים אנושיים בעשור האחרון.

"מחקרים המנתחים עשרות אלפי תאים בודדים מרשימים, אך אינם מסוגלים להחזיק נר במיליארדי התאים הנמצאים בדגימות רקמות שלמות", אמר מייקל אולדהם, פרופסור בכיר לניתוח נוירולוגי של UCSF. לימוד. "אנשים לא העריכו נכונה את תוכן המידע של ערכות נתונים של אומיקס שנוצרו מרקמה בכמות גדולה - עם גישה זו, אנו יכולים להעלות כל מיני נתונים קיימים כדי לטפל במגוון עצום של שאלות ביולוגיות".

דגימות רקמה בתפזורת מכילים מגוון רחב של סוגי תאים, מטבעם. החוקרים שיערו כי אם לכל סוג תא יש דפוס אופייני של ביטוי גנטי, חתימות אלה יגדלו באופן עקבי על פני דגימות רקמות רבות. במילים אחרות, מבחר מסוים של תאים ברקמות נתון צריך להניע ביטוי גנטי הכולל באופן צפוי.

באמצעות שימוש במערכות נתונים שפורסמו ובסימנים מבוססים של זהות תאית, זיהו המדענים את טביעות האצבעות המעשיות של מחלקות תאים מרכזיות - כלומר נוירונים, אוליגודנדרוציטים, אסטרוציטים ומיקרוגליאה - על פני אלפי תמלילים. החוקרים הפכו את עבודתם לזמינה כמשאב מקוון. האתר מאפשר למדענים לזהות בקלות אילו גנים מאופיינים באופן אופייני על ידי כיתות תאים שונות במוח ובאיזה תאים אלו נמצאים בדרך כלל.

טכניקה חדשה זו יכולה לסייע למדענים לחזות אילו תאים ואזורי המוח הם המטרות העיקריות של מחלה מסוימת. החוקרים כבר השתמשו בטכניקה כדי להדגים את הביטוי של גנים ידועים להגביר את הסיכון למחלת אלצהיימר.

הם גילו כי שני גנים הקשורים לאלצהיימר המוקדמים - הנקראים APP ו- PSEN1 - מתבטאים בעיקר על ידי נוירונים ואוליגודנדרוציטים, בהתאמה. לשם השוואה, שני גנים הקשורים לאלצהיימר מאוחר - APOE ו- TREM2 - מתבטאים בעיקר על ידי אסטרוציטים ומיקרוגליאה. ממצאים אלה מרמזים על כך ששינויים תעתיקיים בסיסיים בסוגי תאים מסוימים עשויים להיות בבסיס התופעות השונות של המחלה.

סוג זה של ניתוח ניתן לפרוס ברקמות שמעבר למוח האנושי לתאים תאים בכל מערכת ביולוגית, בכל מין חייתי, הן במצבי בריאות והן במחלות. מלבד ניתוח ביטוי גנטי, ניתן להתאים את הגישה כדי לגלות אילו חלבונים, שומנים או סמנים אפיגנטיים מייצגים בצורה הטובה ביותר סוגים ספציפיים של תאים.

בליבה, הטכניקה החדשה יכולה לעזור למדענים להבין מדוע סוגים שונים של תאים מתפקדים כפי שהם עושים - ובלי המשימה הקפדנית לקטוף רקמות, תא אחר תא.

menu
menu