Атлас клеток человека Tabula Sapiens: первые открытия
Каждая из триллионов клеток нашего тела несет копию генома человека, содержащего 20–25 тысяч генов. Однако специализированные функции органов обеспечиваются разными типами клеток, которые экспрессируют лишь определенные подмножества генов. До недавнего времени расшифровать это разнообразие транскриптома было сложно.
Теперь консорциум Tabula Sapiens, объединивший более 160 экспертов, представил в журнале Science масштабный цифровой атлас. Он отображает экспрессию генов почти в 500 000 клеток из 24 тканей и органов человека (легкие, кожа, сердце, кровь и др.).
Ключевые особенности атласа
- Крупнейший атлас, включающий множественные ткани от одних и тех же доноров.
- Первый, содержащий гистологические изображения тканей и данные о микробных сообществах (микробиоме) различных отделов кишечника.
- Образцы от здоровых доноров были получены в сотрудничестве с организацией Donor Network West в течение часа после прекращения жизнеобеспечения, что обеспечило высокое качество данных.
- Использование образцов от одного донора упрощает анализ, исключая влияние генетических, возрастных и средовых различий между людьми.
Первые научные открытия
Атлас уже позволил сделать неожиданные выводы:
- Гены "домашнего хозяйства" (housekeeping genes), которые считались выполняющими базовые функции одинаково во всех клетках, вероятно, играют гораздо больше ролей в организме.
- Белок CD47, связанный с развитием рака и атеросклеротических бляшек, может сильно различаться по форме от клетки к клетке. Это открытие может помочь в разработке более эффективных лекарств с меньшими побочными эффектами.
- Микробиом кишечника оказался "пятнистым" (patchy) — distinct microbial populations существуют всего в нескольких сантиметрах друг от друга в пищеварительном тракте.
Доступность и инструменты
Атлас Tabula Sapiens доступен через бесплатный портал данных. Встроенный инструмент cellxgene, разработанный Chan Zuckerberg Initiative (CZI), позволяет ученым без специальной вычислительной подготовки работать с данными.
Этот ресурс уже помогает решать различные задачи: определять типы клеток, наиболее уязвимые к вредным мутациям, изучать различия популяций иммунных клеток в органах и идентифицировать ткани, подверженные атаке вируса, вызывающего COVID-19.
Как отметил старший автор работы Стивен Квейк, президент сети CZ Biohub: "Качество и широта этих данных не имеют аналогов... Этот атлас позволит ученым задавать и отвечать на вопросы о здоровье и болезнях человека, которые раньше были недоступны".