Систематическое выявление программ регуляции клеточной судьбы с помощью атласа развития мыши на уровне одной клетки

Исследовательская группа под руководством профессоров Го Гоцзи и Хань Сяопина из Медицинской школы Чжэцзянского университета провела транскриптомный анализ отдельных клеток у мышей на семи этапах жизни: от раннего эмбрионального (E10.5, E12.5, E14.5) до взрослого состояния (постнатальные дни P0, P10, P21 и возраст 6-10 недель). Было проанализировано более 520 000 отдельных клеток из органов нервной, дыхательной, пищеварительной, кровеносной, мочевыделительной и репродуктивной систем.

Ключевые результаты:

• В процессе развития клеточных линий наблюдалось постепенное снижение транскрипционной пластичности.
• Построена системная регуляторная сеть транскрипционных факторов, идентифицировано более 900 регулонов и определено 15 различных паттернов экспрессии, включая как общелинейные, так и специфичные для линий регуляторные программы.
• Сравнение особенностей дифференцировки разных клеточных линий позволило выявить общие регуляторные факторы для решений о клеточной судьбе.
• Интеграция атласов развития беспозвоночных и позвоночных и построение кросс-видового ландшафта "многообразия состояний" показали, что Xbp1 является эволюционно консервативным регулятором определений клеточной судьбы у разных видов. Его транскрипционная регуляция критически важна для стабилизации генно-регуляторных сетей для широкого спектра типов клеток мыши.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Genetics 11 июля, дает генетическое и молекулярное понимание решений о клеточной судьбе и служит основой для теории "многообразия состояний".