Метод, который измеряет экспрессию генов, сохраняя пространственный контекст клеток внутри образца ткани.Пространственная транскриптомика — это семейство лабораторных методов, которые измеряют, какие гены включены в ткани, отслеживая при этом, из какого именно места этой ткани взято каждое измерение. Традиционное профилирование экспрессии генов, например массивное РНК-секвенирование, измельчает образец и усредняет всё вместе; секвенирование отдельных клеток разделяет клетки, но теряет их исходное положение. Пространственная транскриптомика сохраняет карту. В результате получается изображение ткани, в котором каждая точка или клетка несёт список активных генов, так что можно увидеть, что, скажем, клетки у края опухоли экспрессируют не те же гены, что клетки в её центре. Это важно, потому что в биологии местоположение часто определяет функцию: печёночная долька, развивающийся эмбрион или опухоль организованы в зоны, поведение которых имеет смысл только в контексте. Метод позволяет исследователям сравнивать здоровую и больную ткань не только по тому, какие гены активны, но и по тому, где именно, выявляя пространственные закономерности, которые иначе были бы усреднены до невидимости.
Подход появился в середине 2010-х годов. Широко цитируемая ранняя демонстрация была опубликована в 2016 году Патриком Столом и коллегами, которые объединили позиционное баркодирование с РНК-секвенированием на срезах ткани; коммерческие платформы появились позже, и область стала быстро расширяться по мере разработки методов с разрешением на уровне отдельных клеток.
Большинство современных методов работают путём помещения тонкого среза ткани на специально подготовленную поверхность. Эта поверхность покрыта тысячами крошечных участков захвата, каждый из которых несёт короткую метку ДНК, последовательность которой кодирует свои собственные координаты x-y. Когда ткань пермеабилизируют, молекулы матричной РНК выходят наружу, связываются с ближайшим участком захвата и копируются в стабильную ДНК. Затем секвенирование считывает как идентичность гена каждой захваченной РНК, так и её позиционный штрихкод, а программное обеспечение собирает данные обратно в пространственную карту. Некоторые подходы вместо этого визуализируют отдельные молекулы РНК непосредственно внутри интактной ткани с помощью флуоресцентных зондов, обменивая часть охвата генов на разрешение отдельных молекул.
Используется в исследованиях рака для картирования гетерогенности опухоли и окружающего иммунного микроокружения, а также в биологии развития для отслеживания того, как активность генов распределяется по растущему эмбриону.
Позиционные штрихкоды на слайде для пространственной транскриптомики по сути представляют собой микроскопическую сетку адресов, так что один стеклянный слайд может вмещать десятки тысяч уникально идентифицированных участков захвата.
Статей пока нет