08:25 2024-04-12 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Un nou instrument de urmărire a arborelui genealogic al celulelor

_ Un nou instrument pentru urmărirea arborilor genealogici ai celulelor

Cercetătorii EPFL au dezvoltat GEMLI, un instrument de pionierat care ar putea democratiza și îmbunătăți considerabil modul în care studiem călătoria celulelor de la starea lor embrionară până la roluri specializate în organism, precum și modificările lor în cancer și alte boli. Avansul este raportat în Nature Communications.

În dansul complicat al vieții, în care celulele se înmulțesc și se diversifică pentru a forma diferite părți ale organismelor, înțelegerea originii fiecărei celule poate fi crucială. Aceasta este ceea ce biologii se referă ca „filiație celulară” – un arbore genealogic, dar pentru celule. Așa cum vă puteți urmări descendența până la bunici și nu numai, oamenii de știință pot urmări modul în care celulele se divid și evoluează dintr-o singură celulă „părinte” în diferite celule „descendenți”, fiecare având propriul rol în organism.

< Urmărirea liniilor celulare ne ajută să înțelegem cum organismele complexe, cum ar fi oamenii, se pot dezvolta dintr-un singur ou fertilizat în ființe cu trilioane de celule specializate și cum întreruperile acestui proces pot duce la boli precum cancerul. Cu toate acestea, domeniul s-a confruntat cu unele obstacole semnificative, mai ales pentru că urmărirea descendenței necesită tehnici complexe și intensive în muncă.

Acum, oamenii de știință conduși de Almut Eisele și David Suter de la EPFL au dezvoltat un instrument de calcul care poate stabiliți relațiile de descendență dintre celule fără a fi nevoie de metode experimentale specializate de urmărire a descendenței.

Instrumentul, Gene Expression Memory-based Lineage Inference (GEMLI), necesită doar secvențierea ARN cu o singură celulă (scRNA-seq. ), o tehnică utilizată pe scară largă care captează „instantanee” ale genelor care sunt exprimate de o celulă individuală la un moment dat.

GEMLI valorifică fenomenul fascinant al memoriei expresiei genelor. La fel cum vă amintiți o rețetă după ce ați făcut-o de mai multe ori, unele gene mențin intensitatea la care sunt exprimate pe parcursul mai multor generații de celule. Deci, valorificând aceste „gene de memorie” în seturile de date scRNA-seq, GEMLI poate reuni relațiile de descendență dintre diferite celule, reconstruindu-și eficient arborele genealogic pe baza exclusiv modelelor de expresie a genelor.

Oamenii de știință au testat riguros GEMLI în întreaga lume. diverse tipuri de celule și afecțiuni, inclusiv celule stem embrionare, fibroblaste, celule sanguine, celule intestinale și diferite tipuri de celule canceroase, atât in vitro, cât și in vivo. În toate testele, GEMLI s-a dovedit a fi atât robust, cât și versatil.

Echipa a aplicat, de asemenea, GEMLI probelor primare de cancer de sân uman, unde nu pot fi utilizate metode alternative de identificare a descendenței. „GEMLI funcționează cel mai bine la reconstrucția liniilor mici și mijlocii (aproximativ 30-50 de celule), permițând să măriți punctele de ramificare în timpul progresiei cancerului”, spune David Suter. „Prin identificarea celulelor la punctul de tranziție de la un fenotip in situ la un fenotip invaziv, se pot recupera gene care pot conduce la progresia cancerului.

În rezumat, GEMLI funcționează prin identificarea și valorificarea genelor de memorie într-o mare vastă de informații genetice, folosindu-le ca pesmet pentru a urmări descendența celulelor. Prin analizarea nuanțelor subtile ale expresiei genelor, GEMLI dezvăluie modul în care celulele se relaționează între ele.

GEMLI nu necesită echipament specializat sau nicio modificare a standardului. practici de laborator, este disponibil gratuit pe GitHub și permite identificarea descendenței din aproape orice set de date standard scRNA-seq. „Suntem încântați de potențialul GEMLI de a valorifica numărul mare de seturi de date scRNA-seq despre cancer uman disponibile public pentru a diseca alte tipuri de cancere. trece la un fenotip invaziv”, spune Suter.

(Fluierul)

Inapoi