Материалы портала «Научная Россия»

Новый метод позволяет одновременно анализировать более 10 000 генов

Новый метод позволяет одновременно анализировать более 10 000 генов
Новая технология позволяет ученым одновременно отображать 10 421 генов в отдельных клетках, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Cell.

Новая технология позволяет ученым одновременно отображать 10 421 генов в отдельных клетках, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Cell.

Работа была выполнена профессором биологии и членом-корреспондентом Тяньцзинского университета Лонгом Каем и Крисси Ченом из Калифорнийского технологического университета.

Новая методика, получившая название флуоресцентная гибридизация in situ является важным шагом к тому, чтобы отследить, что происходит по всему геному в сотнях разных клеток одновременно. Раньше исследователи могли отображать только четыре-пять генов за один раз в клетках под микроскопом. Возможности флуоресцентной гибридизации позволяют одновременно отображать более 10 000 генов - около половины от общего числа генов у млекопитающих - в отдельных клетках.

Для того, чтобы генетические инструкции превратились в настоящий функционирующий белок, выполняется процесс, называемый транскрипцией – часто он происходит в форме импульсов или «всплесков». Во-первых, ген должен считаться и копироваться в пре-мРНК – предшественник матричной РНК (мРНК, информационная РНК). Затем молекула созревает в мРНК, в процессе чего определенные области, называемые интронами, удаляются из первоначального транскрипта.

Команда ученых сосредоточилась на маркировке интронов, потому что они рано появляются в процессе транскрипции, давая картину того, что делает клетка в момент экспрессии генов.

Используя новую технологию, ученые пометили каждый интрон уникальным флуоресцентным штрих-кодом, позволяющим видеть его с помощью микроскопа. Наблюдение интронов показывало, какие гены в настоящее время включены в отдельных клетках, насколько сильно они экспрессируются и где расположены. Одновременно можно получить изображение 10 421 интрона и 10 421 гена, соответственно.  

Предыдущие исследования, использующие метод штрихового кодирования, были сосредоточены на маркировке самой мРНК, обеспечивающей измерение того, как экспрессия гена изменялась в течение нескольких часов по мере развития мРНК. Сосредоточившись на интронах, исследователи впервые наблюдали так называемые зарождающиеся транскриптомы и обнаружили колебания в транскрипции генов на протяжении одного - двух часов около двух часов, в течение которых многие гены внутри клетки внезапно появляются и исчезают.

Существует несколько причин, по которым явление колебаний ранее не наблюдалось. Во-первых, поскольку эти двухчасовые колебания не синхронизируются между разными клетками, они усредняются при использовании методов, требующих проведения анализа многих клеток. Во-вторых, высокая точность метода флуоресцентной гибридизации позволяет исследователям быть уверенными в том, что они наблюдают реальные биологические колебания, а не технический шум. Наконец, эти двухчасовые колебания затушевываются, когда измеряются мРНК, а не интроны, потому что молекулы мРНК имеют более длительный срок жизнь – три-четыре часа в клетках млекопитающих.

Кроме того, поскольку интроны остаются там, где ген физически расположен, их флуоресцентные изображения позволяют исследователям визуализировать, где гены расположены внутри хромосомы. В этой работе команда с удивлением обнаружила, что наиболее активные гены, кодирующие белок, расположены на поверхности хромосомы, а не глубоко внутри нее.

«Эта техника может быть применена к любой ткани, - говорит Кай. - Флуоресцентная гибридизация может помочь идентифицировать типы клеток, понять, что клетки будут делать, и взглянуть на структуру их хромосом».

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

геном гены днк м-рнк рнк флуоресцентная гибридизация

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий