Новая технология определяет молекулярные свойства клеток и картирует их расположение в тканях

Исследователи из Йельского университета и Каролинского института разработали технологию, которая приближает создание детальных молекулярных атласов отдельных клеток в различных тканях для лучшего понимания развития болезней.

Функционирование клеток в ткани зависит от их локального окружения. Картирование молекулярных свойств клеток с одновременным определением их точного местоположения в ткани необходимо для лучшего понимания заболеваний. Команда под руководством профессора Ронга Фана (Йельский университет) и профессора Гонсалу Каштелу-Бранку (Каролинский институт) разработала новую технологию для этого. Она позволяет определить, какие области хроматина — комплекса ДНК и белков в ядре клетки — являются доступными по всему геному в клетках на конкретных позициях в ткани.

Эта доступность хроматина необходима для активации генов и даёт уникальное представление о молекулярном статусе любой клетки. Сочетание анализа доступности хроматина с пространственной локализацией клеток — это прорыв. Он может улучшить наше понимание идентичности клеток, их состояния и лежащих в основе механизмов, определяющих экспрессию генов (эпигенетики), в развитии различных тканей или заболеваний. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Технология, названная "spatial-ATAC-seq", была применена для профилирования тканей мыши и человека. Её использование на ткани мозга выявило сложный процесс развития различных его областей. Применение к ткани человеческих миндалин дало представление об организации типов иммунных клеток.

Исследователи подчёркивают, что теперь можно:

• Идентифицировать типы клеток для построения пространственного клеточного атласа на основе доступности хроматина.
• Непосредственно "увидеть" типы клеток на эпигенетическом уровне для лучшего определения их состояний или открытия новых типов.
• Получить беспристрастный общий вид и вид с гораздо более высоким разрешением всех возможных клеточных состояний и, что важнее, их расположения в ткани.

Применение spatial ATAC-Seq к больным тканям в будущем может позволить идентифицировать переходы между эпигенетическими состояниями в специфических клетках в контексте патологической ниши, что даст понимание молекулярных механизмов, опосредующих приобретение патологических клеточных состояний.