فرآیند جدید برای ایجاد یک متا سلول بر چالش های مطالعه اسرار تک سلولی غلبه می کند

دانشمندان علوم اعصاب دانشگاه کالیفرنیا در ایروین که تغییرات ژنی پشت بیماری آلزایمر را بررسی می‌کنند، فرآیندی را برای ساختن یک “متا سلول” توسعه داده‌اند که بر چالش‌های مطالعه یک سلول منفرد غلبه می‌کند. تکنیک آنها قبلاً اطلاعات مهم جدیدی را نشان داده است و می توان از آن برای مطالعه سایر بیماری ها در سراسر بدن استفاده کرد. جزئیات مربوط به متا سلول – ایجاد شده توسط محققان مؤسسه UCI برای اختلالات حافظه و اختلالات عصبی، معروف به UCI MIND – در مجله آنلاین منتشر شد. پرس سلولی.

فن آوری هایی به نام ترانس کریپتومیکس که مجموعه های RNA را در موجودات مطالعه می کند، دانشمندان را قادر می سازد تا بفهمند هر سلول چه می کند. با این حال، این سوال که چگونه ژن های خاص در یک سلول انفرادی کار می کنند، فرآیندی که به عنوان ژنومیک تک سلولی شناخته می شود، به طور گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته است. در نتیجه، تعیین اینکه کدام ژن با بیماری یا انجام عملکردهای طبیعی مرتبط است، هنوز مشکل بوده است.

چالش این است که یک سلول منفرد حاوی RNA زیادی نیست. این پراکندگی مطالعه را سخت می کند. حتی اگر یک ژن وجود داشته باشد، فناوری ممکن است آن را از دست بدهد.”

ساموئل مورابیتو، نویسنده اول، محقق دانشجوی فارغ التحصیل UCI در برنامه ریاضی، محاسباتی و زیست شناسی سیستمی

با این حال، ژنومیکس تک سلولی ابزاری قدرتمند در جستجوی پیشگیری و درمان بیماری است.

Vivek Swarup، سرپرست تیم تحقیق، استادیار نوروبیولوژی و رفتار UCI گفت: «اگر بدانیم که یک فرآیند ژنی سلول‌ها را تخریب می‌کند، می‌توانیم به طور بالقوه مداخله کنیم. ما می‌توانیم روش‌های درمانی ابداع کنیم و صدها ژن را هدف قرار دهیم تا از پیشرفت بیماری جلوگیری کنیم.»

این تیم اکنون راهی برای از بین بردن این مانع ابداع کرده است. Swarup گفت: “در کار با یک سلول جداگانه، ما به دنبال سلول های دیگری بودیم که از نظر رونویسی شبیه ترین هستند.” با گرفتن میانگین 50 سلول از این دست، ما یک متا سلول را ایجاد کردیم که نشان دهنده یک سلول جداگانه است، اما بدون مشکل کمبود.

فرآیند جدید که hdWGCNA نام دارد، روشی به نام توالی یابی حجیم RNA را بهبود می بخشد که به طور گسترده استفاده می شود اما به ژنوم های تک سلولی نمی پردازد. محققان از داده ها و اطلاعات آزمایشگاهی خود از دو مطالعه منتشر شده دیگر برای طراحی این فرآیند استفاده کردند. آنها میکروگلیا، سلول های ایمنی اولیه مغز را که حامل بیشتر عوامل خطر ژنتیکی رایج آلزایمر هستند، بررسی کردند. یافته‌های آنها بینش‌های مهم و زمینه‌های کلیدی را برای بررسی بیشتر نشان داد.

Swarup گفت: “ما دریافتیم که تشخیص میکروگلیاهای خوب که کار طبیعی خود را انجام می دهند و میکروگلیاهای بدی که به نورون ها آسیب می رسانند آسان نیست.” مغزهای معمولی میکروگلیای خوبی دارند، اما بخش بزرگی از میکروگلیا در افراد مبتلا به آلزایمر به میکروگلیای واکنشی تغییر یافته است. همچنین، نوع بد خاص آلزایمر انواع مختلفی دارد، و ما حالت‌های میکروگلیا را کشف کردیم که قبلاً شناخته شده نبودند.» این تیم قصد دارد در ادامه به چگونگی تنظیم میکروگلیا توسط ژن‌ها و اینکه آیا می‌توان فعالیت ژن را از طریق درمان تعدیل کرد یا متوقف کرد، بررسی کند.

در حالی که محققان بر روی اختلالات عصبی، hdWGCNA تمرکز می کنند یک رویکرد محاسباتی همه کاره است که می‌تواند الگوهای بیان ژن و ماژول‌های ژن مرتبط با بیماری‌های خاص را بدون توجه به اندام یا بافت درگیر شناسایی کند.

بودجه این تحقیق توسط مؤسسه ملی پیری، مؤسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی، و مؤسسه ملی سوء مصرف مواد مخدر از طریق کمک‌های مالی 1RF1AG071683، P01NS084974-06A1، 1U01DA053826، U54 AG054349-06-06، U54 AG054349-06-06 تأمین شده است. -02، و همچنین کمک مالی بنیاد تحقیقات پزشکی ادلسون.