Новий метод дозволяє відстежувати генетичну активність живих клітин без їх знищення
Дослідники з Broad Institute та MIT розробили метод для багаторазового аналізу генетичної активності живих клітин за допомогою частинок, схожих на віруси, які експортують РНК, без знищення зразків.
Метод дозволяє брати послідовні зразки РНК однієї й тієї ж клітинної популяції та спостерігати, як вона змінюється з часом. Техніка працювала на людських клітинах, ракових, стовбурових, нейронних, первинних та тривимірних моделях.
Дослідники з Broad Institute MIT та Гарвардського університету, а також з Массачусетського технологічного інституту розробили метод, який дозволяє відстежувати генетичну активність живих клітин протягом послідовних періодів, не знищуючи їх для доступу до їхньої РНК. Цей прогрес намагається вирішити центральну обмеженість традиційної транскриптоміки: кожен аналіз зазвичай пропонує ізольовану фотографію, оскільки клітину потрібно зламати під час підготовки зразка.
Техніка, описана в журналі Cell, перетворює самі клітини на своєрідну систему молекулярного самозвіту. Замість того, щоб фізично витягувати генетичний матеріал, дослідники проектують їх так, щоб вони упаковували частину своєї РНК в частинки, схожі на віруси, і вивільняли її в середовище культивування, де її можна збирати та секвенувати.
Ця можливість є особливо актуальною для вивчення процесів, які змінюються з часом, таких як дозрівання клітин, відповідь на порушення або ефект лікарського засобу. Зразок середовища можна брати багаторазово, щоб вчені могли порівнювати різні моменти однієї й тієї ж популяції та відтворювати, як еволюціонує їхня генетична активність.
Роботу очолювали Мохамад Наджія та Джейкоб Боррахо, разом з головною співавторкою Анною Ле, постдокторанткою лабораторії Пола Блейні. Блейні, старший член Broad та професор біологічної інженерії в MIT, брав участь у розробці проекту, який прагнув створити корисні інструменти для інших дослідницьких груп. Команда вважала, що реалізація цієї ідеї є результатом високоризикованого проекту, розпочатого більше десяти років тому.
Основи системи надихнуті ретровірусами, які еволюціонували, щоб обгортати свої геноми РНК всередині білкових оболонок для переміщення між клітинами. Команда спроектувала клітини ссавців, щоб вони експресували структурний ретровірусний білок, здатний рекрутувати клітинну РНК, формувати оболонку навколо цього матеріалу та відриватися від мембрани в рідину, що оточує клітину.
Після вивільнення частинок вченим потрібно лише взяти зразок середовища культивування, ізолювати РНК та секвенувати її. Результат пропонує уявлення про транскриптом популяції клітин без використання процедур, які знищують її або суттєво змінюють її найближче оточення.
Пропозиція намагається подолати обмеження альтернатив, заснованих на роботі, механічних біопсій або індивідуальної маніпуляції клітинами, які можуть бути важкими для масштабування в звичайних лабораторіях. Мохамад Наджія пояснив, що молекулярно закодоване рішення може полегшити вивчення динамічних і тимчасових питань у лабораторіях наук про життя та біомедичних досліджень.
Система все ще не є ідеальним зчитуванням кожної окремої клітини, оскільки отримані сигнали в основному відповідають проаналізованій популяції. Однак команда Broad працює над адаптацією підходу для вивчення окремих клітин, еволюція, яка може підвищити роздільну здатність методу та допомогти розрізнити підпопуляції з різними поведінками.
Щоб оцінити широту техніки, дослідники протестували її на безсмертних людських клітинах, ракових клітинних лініях, стовбурових клітинах та нейрональних клітинах, отриманих з них. Вони також використовували первинні клітини, отримані від людських донорів, що дозволило перевірити, що система не обмежена лабораторними клітинними моделями з дуже специфічними характеристиками.
Команда також вирощувала два типи людських клітин одночасно та використовувала мітки на частинках, схожих на віруси, щоб розрізнити сигнали кожної популяції під час аналізу. Ця можливість може допомогти вивчати взаємодії між клітинами, якщо дослідники зможуть чітко ідентифікувати походження РНК, які потрапляють у середовище.
Ще одна демонстрація була проведена на сфероїдах людських ендотеліальних клітин, тривимірних структурах, в яких просторовий архітектонічний аспект може бути важливим для інтерпретації генетичної активності. Після біохімічної стимуляції метод дозволив захопити короткострокові транскрипційні зміни без розбирання моделі для вилучення її клітин.
Дослідники також співпрацювали з Ліндою Гріффіт, професоркою біологічної та механічної інженерії в MIT, щоб протестувати систему на пристроях "орган в чіпі". У цих моделях автозвіт клітин дозволив моніторити протягом часу експресію генів, пов'язаних з формуванням судинних мереж, зміни яких залежали від того, чи походили фібробласти підтримки з матки чи легень.
Пристрої "орган в чіпі" намагаються імітувати аспекти людської фізіології та можуть допомогти зменшити потребу в доклінічних випробуваннях або експериментах з тваринами. Однак їхня складність ускладнює вилучення клітин без порушення структури пристрою, тому інструмент, який збирає сигнали з середовища, може надати інформацію без розбирання системи.
Той самий принцип може слугувати для спостереження за тим, як популяція клітин реагує на ліки, біологічний стрес або сигнали зрілості. Замість того, щоб порівнювати знищені зразки, які походять з різних груп, дослідники могли б відстежувати послідовні зміни в одній популяції та пов'язувати їх з точним моментом втручання.
Техніка також пропонує шлях для вивчення захворювань, де часовий розвиток є вирішальним, хоча в повідомленні поки що не представлено клінічного застосування і не стверджується, що метод готовий до використання у пацієнтів. Її результати відповідають експериментальним демонстраціям у клітинних системах та лабораторних моделях, тому буде необхідно вивчити її точність, стабільність та поведінку в більш складних контекстах.
Лабораторія Блейні продовжує шукати нові біологічні застосування та працює над тим, щоб зробити можливим вивчення окремих клітин. Поки що цей прогрес пропонує інший спосіб розуміння транскриптоміки: замість того, щоб змушувати клітину розкривати свій вміст шляхом знищення, він дозволяє їй періодично надсилати молекулярний сигнал про те, що відбувається всередині неї.
Цей контент надано лише для загальних інформаційних цілей і не є фінансовою, інвестиційною, юридичною чи податковою консультацією. Події, нагороди, онлайн-акцій або пов’язану інформацію, згадана тут, не слід розглядати як рекомендацію, прохання чи запрошення до купівлі, продажу, торгівлі чи інших операцій з криптоактивами. Криптоактиви є дуже волатильними та можуть призвести до збитків. Доступність послуг, продуктів WEEX та пов’язаних із ними подій може відрізнятися залежно від регіону. Ви несете відповідальність за забезпечення відповідності вашої участі чинному місцевому законодавству та нормативним актам.
Вам також може сподобатися

Пентагон розслідує, чи вакцини проти COVID сприяли військовим смертям

Техас відкриває центр акумуляторів потужністю 100 МВт для зміцнення електромережі США

Трамп підтримує скотарів, дозволивши більше імпортів м'яса

Штати повинні повідомляти про осіб у незаконному становищі або ризикувати соціальними фондами, попереджає Міністерство юстиції США

Уряд США просить Верховний суд активувати нові правила для голосування поштою

21 штат подали в суд на федеральний уряд через відмову у фінансуванні Medicaid для трансгендерної молоді

DHS розширює суперечку щодо громадянства за народженням для працівників іноземних урядів

Перевірка сумісності перед переходом на новий формат транзакцій Solana v1 обсягом 4096 байт

Попри обмежені покупки BCRA, резерви зросли майже на 1 мільярд доларів за тиждень

Трамп відновлює CFTC, але це може не бути вигідно для криптовалюти

Токенізація іпотечного кредитування об'єднує BB, Caixa та кооперативи

Геп 14% доходності ф'ючерсів XRP від Bitwise показує, як установи тихо витягують гроші з трейдерів

Чому 89% токенізованих реальних активів залишаються без діла, незважаючи на ринок у 34,6 мільярда доларів: пояснення виконавця Falcon

Чистий обсяг 52,5 мільярда доларів відрізняється від офіційних чистих активів

2360 мільйонів франків, витрачених на Cardano, підтверджено аудитом в блокчейні

DefiLlama та Forgd представляють інституційні оцінки токенів, але попереджають, що AAA не означає безризиковість

Стейблкоїн на базі 21 банку має глобальну підтримку, але чи зможе він конкурувати з USDT та USDC?

Біткоїн стикається з двотижневим пасткою ФРС, оскільки переписування інфляції загрожує зриву зниження ставок

Джерело про Naura та 3D DRAM пам'ять недоступне

Ubuntu 26.10 опублікував Snapshot 3 для тестування перед випуском у жовтні

Kalshi стикається з щоденними штрафами в $500,000, оскільки Мічиган змушує контракти на спортивні події вийти з онлайну

Середня ставка 30-річних облігацій досягла 4,079%, вартість залучення коштів для MetaPlanet зросла

Квантова пам'ять: пристрій, який зламає Bitcoin і замінить його

Різке зростання доходності облігацій Японії на 4% загрожує стратегії низьковартісного запозичення, що стоїть за корпоративними покупками біткоїнів

Anthropic визнає свої помилки: повна автопсія зловживань Клода

Артур Хейс називає EUR/JPY ціни крипто-дзвінком тривоги, але системи ФРС досі не показують вогню

Обговорення податкових пільг на біткоїн у 300 доларів: зростання доходів від податків

Копіювання торгівлі: Як це працює у 2026 році?

Депутат PL пропонує право на носіння зброї для інвесторів у криптовалюти та керівників галузі

