Прорывом 2018 года журнал Science назвал сочетание новых методов для детального отслеживания развития отдельных клеток под контролем ДНК - Гранит науки - 2019-01-03

Подобно тому как музыкальная партитура диктует в какой момент для исполнения симфонической музыки вступать струнным, когда медным духовым инструментам, а когда ударным и деревянным духовым, комбинация молекулярно-биологических методов выявила последовательность включения генов, которая обеспечивает развитие отдельных клеток организма для выполнения специализированных функций, пишет редакция Science. Называя это сочетание методик Прорывом 2018 года (2018 Breakthrough of the Year), журнал признает его потенциал для прогресса фундаментальных исследований и медицины. Собственно прорыв обеспечили методы выделения тысяч оставшихся целыми клеток живых организмов, успешное определение последовательности, или секвенирования, молекул нуклеиновой кислоты, отражающей активность генов в этих клетках, а также мечение клеток для воссоздания их взаимоотношений в пространстве и времени. «Такая методологическая триада в следующем десятилетии совершит переворот в исследованиях», считает эксперт Sciencemag.org Николаус Раевский (Nikolaus Rajewsky) из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (Max Delbrück Center for Molecular Medicine) в Берлине. В одном только этом году был опубликован ряд статей с детальным описанием процесса формирования органов у червей, рыб, лягушек и других организмов. Те же методы начали использовать для изучения динамики специализации клеток человека в течение жизни, регенерации тканей и изменений клеток при разных заболеваниях.

Возможность выделять отдельные клетки тысячами и секвенировать генетический материал в каждой из них, дала ученым «моментальные снимки» той РНК, которая производится в каждой клетке в конкретный миг. А поскольку последовательности РНК соответствуют генам, с которых они были «переписаны», исследователи могут видеть какие из генов активны. Эти активные гены определяют функцию клетки. Сочетание методов, о котором идет речь, имеет название: секвенирование РНК единичной клетки, и оно было достигнуто за последние несколько лет. Но поворотный момент настал в прошлом году, когда две исследовательские группы показали, что такой подход применим в достаточно больших масштабах для отслеживания раннего развития организма. Одни авторы использовали единично-клеточное секвенирование РНК для измерения генной активности в 8 000 клеток, выделенных одномоментно из эмбрионов плодовой мушки, другие получили профиль генной активности 50 000 клеток личиночной стадии круглых червей Caenorhabditis elegans. Эти данные показали какие именно белки – так называемые факторы транскрипции – направляют клетки на тот или иной путь специализации, то есть определяют их тип. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».