Визуализация экспрессии всех генов в образце ткани без микроскопа

Человеческий геном содержит около 30 000 генов, но каждая клетка использует лишь их часть. Различия между клетками, например, сердца и печени, определяются тем, какие гены экспрессируются. Нарушение этой экспрессии может привести к болезни.

Традиционные методы визуализации позволяли изучать лишь несколько генов одновременно. Новая технология Seq-Scope, разработанная командой Джун Хи Ли из Мичиганского университета, использует высокопроизводительное секвенирование вместо микроскопа для получения изображений экспрессии генов в образце ткани.

Принцип работы:

• На образец ткани накладывается микроустройство.
• Всё содержимое образца секвенируется с присвоением штрихкодов, содержащих пространственные координаты.
• Каждый штрихкод — это нуклеотидная последовательность (A, T, G, C).
• Компьютер определяет местоположение каждого гена, создавая полную базу данных всех мРНК в образце.

Ключевые преимущества:

• Сверхвысокое разрешение: 0,6 микрометра (в 66 раз меньше человеческого волоса).
• Полный охват: визуализация экспрессии всех генов в образце.
• Преодоление ограничений предыдущих методов (разрешение 20–100 мкм), которые не позволяли рассмотреть детали, необходимые для диагностики.

Потенциал и применение:

• Создание беспристрастного системного подхода к анализу генов.
• Получение полногеномных данных на микроскопическом уровне.
• Возможность понять, почему одни пациенты реагируют на лечение, а другие — нет.
• В перспективе — новый подход к молекулярной диагностике.

Демонстрация эффективности:

Технология была успешно опробована на нормальных и больных клетках печени. Она выявила:

• Умирающие клетки печени.
• Окружающие их воспалённые иммунные клетки.
• Клетки печени с изменённой экспрессией генов.
• Как известные патологические признаки, так и новые, ранее нераспознанные закономерности регуляции генов.

Исследование опубликовано в журнале Cell.