Биология в формате SingleCell-RNA-Seq: от общности к частности. Применение технологии Single nucleus RNA-Seq для анализа транскриптома клеток (транскрибация видеозаписи вебинара лектория Диаэм сезона 2022)
Эта публикация отражает содержание вебинара «Биология в формате SingleCell-RNA-Seq: от общности к частности!», состоявшегося 25 октября 2022 г. в рамках проекта «Онлайн-лекторий Диаэм».
Специалист «Диаэм» Сергей Ирхин рассказал о методиках и аппаратном обеспечении изучения транскриптома, значении таких исследований и роли микрофлюидики в развитии этого направления молекулярной генетики.
Что такое транскриптом и зачем его изучать?
Если говорить о биологии в формате единичных клеток, невозможно обойти стороной тему транскриптома, изучение которого приобретает сегодня особую актуальность.
Классическая догма биологии утверждает, что в клетке есть ДНК, с которой происходит переписывание (транскрипция) информации в виде мРНК, а на основании этой переписанной информации осуществляется синтез белка.
Это, казалось бы, понятно, но несмотря на единообразие генома всех клеток отдельно взятого человека (или иного организма) эти клетки проявляют довольно-таки разные фенотипы. У нас есть дифференцированные клетки, например, эпителия, миоциты, нервной ткани. Геном у всех них одинаковый, но выглядят они по-разному, и возникает вопрос: почему?
Ответ кроется в различной интенсивности синтеза транскриптома и соответственно различной экспрессии тех или иных генов в определенных клетках. И хотя гены во многих клетках одного организма одинаковые, разные клетки ведут себя по-разному.
И в связи с этим интересно изучить влияние внешних факторов, факторов окружения на синтез тех или иных белков клетки – не только тех, которые выделяются во внешнюю среду, но также сигнальных белков, каких-то соединений, которые запускают те или иные процессы внутри организма, изменяют фенотип клетки, ее поведение и дальнейшую судьбу.
Представляет интерес изучение транскриптома для разработки и тестирования эффективности фармацевтических препаратов, разработки препаратов с селективным действием на клетки. Зная, что и как возможно в клетке блокировать, можно заблокировать какой-то фактор (белок), ингибировать его, отключить и тем самым изменить течение некого патологического процесса. Можно и добиться улучшения какого-то процесса за счет усиления выделения соответствующего ему белка: даже если клетки его вообще не производят, можно попытаться этот синтез запустить при условии, что не нарушен процесс транскрипции с ДНК на мРНК.
Интересно также изучение роли внешних факторов – например, радиации, в том числе космической радиации, перегрузок и т.д., – влияющих на запуск тех или иных механизмов клетки. Все внешние воздействия тем или иным образом влияют на клетку и в ней как ответная реакция запускается считывание тех или иных генов, что проявляется в виде белка.
Не меньший интерес представляет изучение влияния опухолевых клеток на соседние здоровые клетки (влияние опухолевого микроокружения на здоровые ткани) и влияние опухолевых клеток друг на друга. Известно, что опухоли в большинстве случаев гетерогенны по составу, и зачастую некоторые клетки начинают отмирать, а другие при этом начинают развиваться интенсивнее, в итоге у пациента развиваются рецидивы – уже поэтому не менее интересно изучить влияние опухолевых клеток друг на друга.
Полная статья на сайте.
