Говорят, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Новый метод, разработанный исследователями Мичиганского университета, позволяет создавать изображения генов, содержащие гигабайты данных, что может произвести революцию в изучении экспрессии генов биологами. Seq-Scope был описан в журнале Cell в 2021 году как первый метод анализа экспрессии генов с пространственным разрешением субмикрометрового масштаба. Для сравнения, ширина одного человеческого волоса составляет от 20 до 200 микрометров.
С тех пор команда усовершенствовала Seq-Scope, сделав его более универсальным, масштабируемым и доступным. Описание изобретения было опубликовано в журнале Nature Methods. Кроме того, эта группа учёных разработала алгоритм для анализа пространственных данных высокого разрешения, полученных с помощью Seq-Scope и других технологий, под названием FICTURE, который описан в журнале Nature Methods.
«По сути, мы взламываем машины для секвенирования ДНК и позволяем им делать всю тяжелую работу», — говорит Канг, профессор биостатистики в Школе общественного здравоохранения. Традиционно биологи, изучающие гены в клетке или ткани, вынуждены сталкиваться с тем, что транскриптом содержит десятки тысяч или более генов, что слишком много, чтобы разобраться в нем без помощи компьютера, когда речь идет о миллионах клеток.
«Проблема в том, что не существует вычислительных методов, позволяющих понять набор данных с микроскопическим разрешением», — говорит Ли, профессор молекулярной и интегративной физиологии в Медицинской школе Университета штата Массачусетс. Разработанный Ли и Кангом метод Seq-Scope позволил ученым увидеть, как и где экспрессируется ген с микроскопическим разрешением.
Кроме того, новый метод FICTURE помогает исследователям анализировать огромные объемы данных, чтобы сделать более точные выводы на микрометровом уровне. Таким образом, безо всяких препятствий можно увидеть, где расположены клеточные транскриптомы.
В результате анализа с микроскопическим разрешением метод позволяет получить невероятно детальные изображения тканей и клеток. «Например, при традиционном анализе даже если у вас есть сегментация клеток, если вы не знаете точно, какие клетки транскрибируются и окрашиваются, анализ может быть вводящим в заблуждение или неясным», — говорит Канг. С помощью FICTURE можно увидеть, что скелетная мышечная ткань из развивающегося эмбриона мыши дифференцируется в длинные полосатые мышечные клетки из миобластов.
«Мы получаем множество писем от компаний и других исследователей, которые раньше полагали, что не смогут проводить подобные эксперименты и анализы. Теперь они стали возможны. Наша цель — дать возможность большему числу исследователей использовать передовые возможности пространственной транскриптомики», — говорит Ли.
В дальнейшем Ли и Канг надеются сделать метод еще более доступным для исследователей, что позволит изучать геномную экспрессию от начала до конца.
[Фото: ru.123rf.com]
