Отслеживание развития организма по клеткам
Ученые из программы исследования стволовых клеток Бостонской детской больницы и Института рака Дана-Фарбер/Гарвардской медицинской школы создали модель мыши, позволяющую отслеживать каждую клетку в организме от эмбриональной стадии до взрослого состояния. Используя технику «штрихкодирования» и технологию редактирования генов CRISPR, модель может идентифицировать различные типы клеток по мере их появления и определять, какие гены в каждой из них активны. Система, описанная 14 мая в журнале Cell, является первой в своем роде и должна привести к лучшему пониманию развития, старения и болезней.
Модель, названная CRISPR Array Repair Lineage tracing (CARLIN), может раскрывать клеточные линии (родословную, в которой клетки-предшественники создают разные типы дочерних клеток), а также то, какие гены в каждой клетке включены или выключены с течением времени.
Новый подход к отслеживанию
Ранее ученые могли отслеживать только небольшие группы клеток у мышей с помощью красителей или флуоресцентных маркеров. Использование CRISPR позволяет штрихкодировать клетки, не нарушая их, и одновременно отслеживать линии тысяч клеток.
Используя индуцибельную форму CRISPR, исследователи могут создавать до 44 000 различных идентифицирующих штрихкодов в любой момент жизни мыши. Затем ученые могут считывать штрихкоды с помощью технологии секвенирования РНК единичных клеток, что позволяет собрать информацию о тысячах генов, активных в каждой помеченной клетке. Это, в свою очередь, дает информацию об идентичности и функции клеток.
Применение и перспективы
В качестве тестового случая исследователи использовали новую систему, чтобы выявить неизвестные аспекты развития крови во время эмбрионального развития и наблюдать динамику восстановления крови после химиотерапии у взрослых мышей.
Ученые полагают, что их систему также можно использовать для понимания изменений в клеточных линиях во время болезни и старения, а также для записи реакции на такие внешние стимулы, как воздействие патогенов и потребление питательных веществ.