12 миллионов клеток — ученые создали полный атлас эмбриона мыши
Генетики Университета Сиэтла создали атлас развития эмбриона мыши от восьмого дня и до рождения. В атласе 12,4 миллиона клеток. Вся эта грандиозная работа была проделана всего за год. Атлас открыт для исследователей. Он показывает, как стволовые клетки превращаются в различные типы клеток, как развиваются органы и даже как меняется тело сразу после рождения.
Особенно важное открытие ученые сделали случайно: они обнаружили, что при естественном рождении и при кесаревом сечении — клетки немного отличаются. Вероятно, так происходит не только у мышей, но у человека.
Создание атласа всех типов клеток, составляющих организм, обычно требует международного сотрудничества и огромных бюджетов. Но метод, придуманный небольшой группой генетиков Университета Сиэтла, позволил создать покадровый атлас развития клеток эмбриона мыши от 8 дня до 19, то есть, до рождения. Атлас был создан всего за год тремя исследователями и обошелся примерно в $370 000. Он показывает, как стволовые клетки превращаются в различные типы клеток, как развиваются органы и даже как меняется тело сразу после рождения. Всего на атласе отражено 12,4 миллиона клеток.
Полный транскриптом
Лаборатория генетика Джея Шендура из Вашингтонского университета в Сиэтле известна созданием методов молекулярной биологии, в том числе метода под названием sci-RNA-seq3, который позволяет исследовать полный ансамбль матричных РНК одной клетки. Этот ансамбль содержит информацию всех транскриптов, описывающих белки, синтезируемые клеткой, — это суммарная информация называется транскриптом. Это прогрессивный современный метод нужен, чтобы понять какие гены работают в конкретной клетке, какие белки в ней формируются и работают.
В новом эксперименте вместо того, чтобы изучать отдельные клетки, которые было бы трудно сохранить, ученые измельчают весь образец — в данном случае целый эмбрион мыши — и изолируют все ядра его клеток. Затем ученые «раскладывают» эти ядра в разные чашки и определяют транскриптом каждого ядра. Затем они секвенируют мРНК этих клеток и строят «дерево», которое моделирует, как один тип клеток превращается в другой. Все это проделывается на множестве эмбрионов разного возраста. В результате получается покадровая съемка развивающегося эмбриона.