Исследование количественно оценивает влияние изменений ключевых генов на миллионы клеток эмбрионов рыбки данио

Исследователи разработали метод для количественной оценки изменений в активности генов во всем эмбрионе рыбки данио в ответ на специфические редактирования ключевых генов. Этот подход позволяет количественно оценить активность генов и эффект генетических вариаций в миллионах клеток тысяч эмбрионов в процессе их развития.

Это ускорит изучение нормального эмбрионального развития и углубит понимание того, как мутации в конкретных генах влияют на клетки во всем эмбрионе и вызывают заболевания.

Технология и масштаб исследования

• Для отслеживания клеток использовалась техника sci-Plex: ядра каждого эмбриона помечались уникальными последовательностями ДНК, которые служили штрих-кодом.
• Проанализировано более 3 миллионов клеток из более чем 1800 эмбрионов.
• Активность генов определялась по уровням mRNA в клетках.
• Эмбрионы отбирались в 19 временных точках развития.
• Введено 23 различных генетических возмущения, чтобы увидеть влияние каждой мутации на экспрессию генов и развитие клеток всех типов с течением времени.

Ключевое открытие

Изучая гены, важные для развития хорды, исследователи обнаружили, что клетки с профилем экспрессии генов, похожим на хорду, на самом деле являются ранним хрящом основания черепа.

«Мы обнаружили, что клетки, которые становятся основанием черепа, напоминают клетки хорды, а не остальную часть раннего черепного хряща, которая включает лицо», — пояснила соавтор Лорен Сондерс.

Это открытие позволяет строить новые гипотезы о том, как хрящевые клетки черепа возникли в ходе эволюции позвоночных.

Результаты опубликованы 15 ноября в журнале Nature в статье «Embryo-scale reverse genetics at single-cell resolution».