Micróbios e vírus para estudar sua estrutura e evolução IA generativa | imagem Premium gerada com IA

 

Rokfeller universitetining Yagona hujayrali genomika va populyatsiya dinamikasi laboratoriyasining olimlari qarish jarayonini chuqurroq o‘rganishga muvaffaq bo‘ldilar. Tadqiqotda sichqonlarning barcha asosiy organlaridan 21 milliondan ortiq hujayralar tahlil qilindi va qarish hujayra darajasida sodir bo‘lishi, nafaqat vaqt, balki molekulyar signallar tomonidan boshqarilishi aniqlandi. Bu yutuq, qarishning molekulyar mexanizmlarini tushunish va uning kechiktirish yoki qayta dasturlash imkoniyatlarini ochish borasida katta qadam hisoblanadi.

Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, ma'lum hujayra populyatsiyalari har bir organda bir xil tarzda va bir vaqtning o'zida hayotning muayyan bosqichlarida o'zgaradi. Bu shuni ko'rsatadiki, qarish chiziqli jarayon emas, balki o'ziga xos molekulyar signallar tomonidan qo'zg'atilgan rivojlanish bosqichidir.

"Ba'zi hujayralar soni sezilarli darajada ko'payadi, boshqalari esa kamayadi va bu o'zgarishlarga uchragan hujayralar yoshga qarab farqlanadi", deb tushuntiradi Cao. "Bundan tashqari, bu o'zgarishlarning ba'zilari bir xil molekulyar xususiyatlar bilan boshqariladi, shuning uchun biz ularni qarish jarayonini kechiktirish yoki hatto qayta dasturlash uchun maqsad qilib qo'yishimiz mumkin."

Cao laboratoriyasining ixtisosligi bo'lgan yagona hujayrali sekvensiya genetik tahlil usuli bo'lib, u alohida hujayralarning genetik ifodasi va molekulyar dinamikasiga e'tibor qaratadi va bir vaqtning o'zida tekshirilgan har bir hujayraning shaxsini ochib beradi. Uning jamoasi ilgari miya hujayralarining yangi noyob turlarini kashf qilish va boshqa maqsadlar qatorida miya hujayralarining qarishini kuzatish uchun bir hujayrali sekvensiyadan foydalangan.

Miya tadqiqotida olimlar, shuningdek, turli yoshdagilarga xos bo'lgan turli hujayra populyatsiyalari va hujayra dinamikalarini topdilar. Magistratura talabasi Zexao Chjan boshchiligidagi joriy tadqiqotda ular tananing boshqa qismlarida ham xuddi shunday o'zgarishlar sodir bo'lganligini aniqlashga qiziqish bildirishdi.

Buning uchun Chjan guruh tomonidan ishlab chiqilgan va miya qarishi tadqiqotida o‘rganilgan EasySci bir hujayrali ketma-ketlik usulini moslashtirdi va sichqonchaning barcha asosiy organlarini o‘z ichiga olgan holda uyali qamrovini kengaytirdi.

Uning sa'y-harakatlari natijasida EasySci butun tanadagi qarish va kasalliklar mexanizmlarini tizimli ravishda o'rganishga qodir bo'lgan sut emizuvchilarning asosiy organlarini profillash uchun yagona platformaga aylandi. U yoshdan qarigacha bo'lgan besh xil hayot bosqichida erkak va urg'ochi sichqonlarning 600 dan ortiq namunalaridan olingan taxminan 21 million hujayraning bitta yadroli transkriptom profilini o'rganish uchun ishlatilgan.

Jamoa 10 dan ortiq asosiy hujayra turlarini va 200 ta kichik tiplarni aniqladi, ular doimiy ravishda yoshga bog'liq sezilarli pasayish yoki kengayishdan o'tadi.

Masalan, erta balog'at yoshida (sichqonlarda 3 oydan 12 oygacha) yog ', mushak va epiteliya to'qimalarida ma'lum hujayra subtiplari soni sezilarli darajada kamayadi, balog'at yoshida (sichqonlarda 12 dan 23 oygacha) turli xil immun hujayralar soni. turlari keskin ortib bormoqda.

Qizig'i shundaki, bu o'zgarishlarning ko'pchiligi hujayralardagi o'ziga xos genlarning, ular topilgan joydan qat'i nazar, ifodasi bilan bog'liq edi. "Biz turli organlarda turli funktsiyalarni bajarishi mumkin bo'lgan hujayralarning pastki turlarini aniqladik", deydi Cao. "Ammo ular bir xil molekulyar jarayon tomonidan boshqariladigan ko'rinadi."

Immun hujayralari, ayniqsa, hayotning oxirlarida populyatsiyada bum ko'rsatdi. Olimlar turli organlarda ko'payadigan B hujayralari va T hujayralarining ko'plab turli kichik turlarini kashf etdilar. Ularning ortiqcha miqdori yallig'lanish va otoimmün kasalliklarni keltirib chiqaradi.

Tadqiqotchilar bunday hujayralar mavjud bo'lmagan ikkita immunitet tanqisligi bo'lgan sichqonchani o'rganganlarida, ular B hujayralari va T hujayralarining kamayishi qarish bilan bog'liq bo'lgan boshqa hujayralardagi o'zgarishlarni o'zgartirib, qarish jarayonida uyali tartibga soluvchi tarmoqlar mavjudligini ta'kidladilar.

Shuningdek, ular yangi hujayra turlarining kichik klasterlarini topdilar, ba'zilarida atigi 500 hujayra mavjud. Ularning qarish jarayonida qanday rol o'ynashi haligacha ko'rinib turibdi, ammo ba'zi juda kam uchraydigan hujayra turlari muhim funktsiyalarni bajarishi ko'rsatilgan, deydi Cao.

Olimlar har bir organda erkak va urg'ochi sichqonlar o'rtasida farq qiluvchi yuzlab uyali holatlarni aniqladilar. Bularga erkaklar va ayollarda aniq molekulyar holatlarni ko'rsatadigan adipotsit progenitor hujayralari, shuningdek, qarish bilan bog'liq bo'lgan B hujayralarining ayollarga xos kengayishi kiradi.

Birgalikda bu yosh va jinsdagi farqlar nima uchun ayollar va ayniqsa keksa ayollar erkaklarnikiga qaraganda otoimmün kasalliklardan tez-tez aziyat chekishini tushuntirishga yordam beradi.

Shuningdek, ular qarish va kasallik bo'yicha tadqiqotlarda jinsiy muvozanatli hujayra namunalariga ega bo'lish muhimligini ta'kidladilar, dedi Chjan. "Ushbu natija umumiy mexanizmlarni ochish yoki jinsga xos davolash usullarini ishlab chiqish uchun ikkala jinsni ham qo'shish muhimligini ta'kidlaydi", deb tushuntirdi u.

PanSci deb nomlangan 21 million hujayrali maʼlumotlar toʻplami bir hujayrali sekvensiya yordamida yaratilgan sutemizuvchilarning qarishining eng katta atlasini ifodalaydi va Cao laboratoriyasi allaqachon manba asosida quriladigan bir nechta kelajakdagi loyihalarni rejalashtirmoqda.

Ular erkak va urg'ochi sichqonlar o'rtasida sezilarli farqlarni ko'rsatadigan yuzlab hujayra subtiplarini, shuningdek, qarish jarayonida ishtirok etadigan, ularning ko'pchiligi yomon tavsiflangan yoki o'rganilmaganligini chuqurroq o'rganish niyatida.

"Menimcha, bizning natijalarimiz ba'zi jinsga xos kasalliklarning hujayra asosini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin", deydi Cao.

Ilgari Karolinska instituti olimlari 70 yoshli odamlarning MRT tekshiruvini tahlil qilish uchun sun'iy intellektdan foydalanganlar. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatdiki, yallig'lanish va yuqori qon shakar darajasi kabi omillar miyaning erta qarishiga olib keladi.