Атлас транскриптомов каждой клетки планарии — новый фундаментальный ресурс для биологии

Исследователи из Института Уайтхеда и MIT проанализировали более 65 000 клеток регенеративного плоского червя Schmidtea mediterranea с помощью технологий single-cell RNA sequencing. Результатом стал полный атлас активных генов (транскриптом) практически для каждого типа клеток в целостном организме.

Этот публично доступный ресурс, описанный 19 апреля в журнале Science, уже позволил сделать важные открытия:

• Выявление новых, ранее не описанных типов клеток планарии.
• Характеристика ключевых переходных состояний по мере созревания клеток.
• Обнаружение новых генов-кандидатов, которые могут передавать позиционную информацию от мышечных клеток — критический компонент регенерации тканей.

Почему планария?

Этот организм — модель для интенсивного изучения из-за уникальной способности к регенерации. Его относительная простота позволила теоретически охватить все типы клеток, при этом взрослые особи сохраняют клетки-предшественники и информацию о развитии, которые у других организмов присутствуют лишь в эмбрионах.

Масштаб исследования

Команда под руководством Кристофера Финчера выделила отдельные клетки из пяти регионов животного и собрала данные с 66 783 клеток. Атлас включает транскриптомы даже редких типов клеток, которые составляют порядка 10 клеток из примерно 500 000 – 1 миллиона клеток взрослой особи.

Значение для науки

«Так же, как последовательности геномов стали незаменимыми ресурсами, анализ транскриптомов каждого типа клеток станет еще одним фундаментальным инструментом — не только для планарий, но и для многих других организмов», — говорит старший автор Питер Реддиен.

Поскольку многие типы клеток планарий возникли в глубокой эволюции, аналогичные клетки существуют у разных современных организмов. Это делает атлас ценным инструментом для всего научного сообщества.

Первые результаты и будущее

Предварительный анализ атласа, названного «Planarian Digiworm», подтвердил возможность отслеживать переходы от стволовых клеток к дифференцированным. Также данные позволили идентифицировать новые гены, потенциально несущие позиционную информацию.

«С этими данными теперь можно двигаться в неограниченном числе направлений», — отмечает Реддиен. Команда планирует расширить работу и использовать атлас для решения ключевых вопросов регенеративной биологии.