Срочные новости раздела
Новый инструмент поможет составить клеточные карты тела человека

Новый инструмент поможет составить клеточные карты тела человека

Международная группа ученых, в которую вошел студент МГУ, предложила новый инструмент для картирования типов клеток в тканях организма, основанный на данных клеточной и пространственной транскриптомики. Использование информации о количестве РНК, синтезируемой каждым типом клеток, в сочетании с современными вычислительными методами позволяет исследовать тонкую структуру тканей с недоступной ранее чувствительностью. Исследователи продемонстрировали эффективность своей разработки в экспериментах с тканями мозга мыши, локализовав ранее неизвестный подтип астроцитов.

© Andrej Vodolazhskyi/shutterstock

Все клетки в теле имеют одинаковый геном, однако значительно различаются как по строению, так и по выполняемым функциям. Развитие технологий секвенирования РНК отдельных клеток (scRNA-seq) показало, что клетки человеческого организма куда более разнообразны, чем считалось ранее — сейчас известны сотни различных типов. Сложность организма, однако, обеспечивается не только наличием большого количества выполняющих разные роли клеток, но также и их взаимодействием на уровне тканей и даже целых органов.

Задача картирования типов клеток в тканях важна как с позиций фундаментальной науки, так и для медицины. Новейшие технологии пространственной транскриптомики помогают ее решить: клетки разного типа синтезируют различный набор РНК (транскриптом) и белков (протеом), что позволяет отличить их друг от друга. Если разбить образец ткани на участки, то по результатам анализа состава РНК из каждого удается предположить, клетки какого типа находятся в том или ином месте. Этот подход, однако, создает ряд дополнительных сложностей. Во-первых, в ткани может быть множество слабо отличающихся по составу РНК типов клеток, например, стромального происхождения, что существенно усложняет их идентификацию. Во-вторых, размер исследуемых участков ткани обычно оказывается значительно больше среднего размера клеток, в результате чего в каждый попадает смесь РНК из различных типов, что не делает обработку результатов проще. С учетом этих ограничений нельзя обойтись ручным трудом исследователей — необходимы масштабируемые вычислительные методы.

Международная группа, в состав которой вошел студент факультета фундаментальной физико-химической инженерии МГУ Артем Шматко, разработала инструмент cell2location, который выявляет пространственное распределение типов клеток на основе данных секвенирования отдельных клеток и пространственной транскриптомики. Система сравнивает количество РНК в пространственных данных с эталонными профилями экспрессии РНК для присутствующих в ткани типов, определяя точное количество разных клеток в каждом из экспериментально изученных участков. Cell2location эффективно корректирует различные источники экспериментальных погрешностей, что позволяет интегрировать клеточную и пространственную транскриптомику с более высокой чувствительностью, чем существующие инструменты.

Использование предложенного инструмента уже привело к новым научным открытиям. Так, исследователи смогли локализовать в мозгу мыши новый тип астроцитов — второго по важности (после нейронов) типа клеток мозга, выполняющего структурные, гомеостатические, а также репаративные функции.

«Наши эксперименты показали, что cell2location универсален и позволяет находить редкие типы клеток, которые невозможно обнаружить традиционными для гистологии методами. Теперь в руках исследователей есть новый мощный инструмент, и я верю, что он поможет нам продвинуться дальше в понимании тонкой структуры тканей, в особенности мозга», – прокомментировал Артем Шматко.

Статья опубликована в журнале Nature Biotechnology Источник: msu.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Ученые эксперимента ALICE на Большом Адроном Коллайдере произвели первые в истории науки прямые наблюдения за так называемым эффектом «конуса смерти», который представляет собой проявление теории
подробнее...

Исследовательская группа под руководством ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) описала возможный биологический механизм, связывающий два заболевания, при котором рак молочной
подробнее...

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...

Международный коллектив, объединивший исследователей из разных областей, среди которых и антрополог МГУ, исследовал ДНК из семи захоронений кыргызстанских кладбищ Кара-Джигач и Бурана, где,
подробнее...

Новое исследование британских ученых раскрывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК, взаимодействуют с соседними генами, регулируя развитие и функцию
подробнее...

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга
подробнее...