Несмотря на то, что каждая из клеток нашего тела несет в себе одну и ту же последовательность ДНК, существует огромное разнообразие типов и функций клеток. Эти различия связаны с тем, как интерпретируется последовательность ДНК: не все гены «включены» в каждой клетке.Недавние успехи в секвенировании отдельных клеток уже позволили измерить, какие из наших 20 000 генов активны в отдельной клетке. С более чем 30 триллионами клеток в человеческом теле эти методы обеспечивают беспрецедентный уровень детализации, революционизирующий исследования в биологии и медицине.
Но когда этот метод применяется к тысячам клеток из разных тканей, становится все сложнее обрабатывать огромные объемы данных и обнаруживать значимые закономерности.Вычислительный биолог Стейн Аэртс (KU Leuven и VIB) и его команда объединили усилия с математиками, биоинженерами и ИТ-специалистами, чтобы принять вызов. «Мы разработали SCENIC, компьютерную программу, которая быстро и точно идентифицирует различные типы клеток на основе их паттернов экспрессии генов.
Это позволяет лучше понять, как регулируется судьба этих типов клеток, и для идентификации главных регуляторов, которые также могут быть потенциальными мишенями для наркотиков ".«Этот новый метод не только помогает нам больше узнать о различных клетках нашего тела», — говорит доктор Сара Айбар Сантос. «Это также говорит нам, как активность клеток изменяется с течением времени или когда мы заболеваем».Команда уже применила этот метод к мозговой ткани мышей и людей.
Они также использовали его для анализа и сравнения раковых клеток из опухолей мозга и кожи, что привело к идентификации новых типов клеток, связанных с метастазированием, распространением раковых клеток на другие части тела.Этот метод может помочь в разработке Атласа клеток человека, глобального усилия, направленного на отображение всех различных типов и состояний клеток в организме человека. «Этот атлас стал бы бесценным источником информации как для исследований, так и для медицины», — продолжает Айбар Сантос. «Это позволило бы нам систематически изучать биологические изменения, связанные с различными заболеваниями, понимать, где в нашем организме активны гены, связанные с заболеванием, анализировать молекулярные механизмы, которые регулируют производство и активность различных типов клеток, и выяснять, как разные клетки типы сочетаются и работают вместе, образуя ткани ».