Анализ отдельных клеток открывает новые возможности в исследованиях стволовых клеток и рака

Исследователи из UC San Francisco определили уникальные особенности клеток в развивающемся человеческом мозге, используя новейшие технологии для анализа активности генов в отдельных клетках. Они продемонстрировали, что крупномасштабные исследования клеток можно проводить гораздо эффективнее и дешевле, чем считалось ранее возможным.

Новый подход к анализу

Учёные использовали «микрофлюидное» устройство, в котором отдельные клетки захватываются и поступают в наноразмерные камеры для эффективного проведения химических реакций, необходимых для секвенирования ДНК. Технология, разработанная Fluidigm Corporation, позволяет одновременно обрабатывать 96 клеток. Исследование показало, что количество шагов секвенирования, необходимых для идентификации типов клеток, может быть в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.

Ключевой эксперимент

Постдокторанты Алекс Поллен, PhD, и Томаш Новаковски, PhD, проанализировали активность генов в 301 клетке из разных областей развивающегося человеческого мозга. Результаты были опубликованы 3 августа в Nature Biotechnology.

Значение для науки

• Идентифицированы сотни новых биомаркеров для различных типов клеток, что углубит понимание возникновения специализированных нейрональных подтипов.
• Комбинация этого метода с другими подходами (например, микроскопией) может выявить истоки нарушений развития мозга, таких как лиссэнцефалия, аутизм и шизофрения.
• Этот подход перспективен не только для нейробиологии развития, но и для:
  • Мониторинга характеристик стволовых клеток, созданных для замены тканей.
  • Исследования разнообразия клеток внутри опухолей с целью выявления тех, что ответственны за выживание и распространение рака.

Преимущество перед стандартными методами

В любом необработанном биологическом образце присутствует смесь клеток разных типов. Стандартное секвенирование совокупного генетического материала из таких образцов затрудняет определение того, какие гены активны в конкретных типах клеток. Анализ на уровне отдельных клеток решает эту проблему, требуя при этом меньше времени и ресурсов.

Исследование финансировалось Damon Runyon Cancer Research Foundation, California Institute for Regenerative Medicine и National Institutes of Health (NIH).