Фото: MIT News
Учёные из Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда разработали способ изучать транскриптом живых клеток — совокупность всей РНК, которую они производят. Ранее для получения таких данных клетки приходилось уничтожать, поэтому исследователи могли сделать только один снимок их генетической активности. Новый метод позволяет наблюдать за изменениями в одной и той же клеточной популяции неоднократно.
Подход получил название «клеточная саморегистрация». Он основан на вирусоподобных частицах, которые клетки используют для упаковки РНК и её выделения в окружающую питательную среду. Учёным достаточно взять образец этой жидкости, извлечь РНК и провести секвенирование, не повреждая клетки. Описание метода опубликовано в журнале Cell, сообщается на сайте MIT News.
Для создания системы исследователи использовали структурный белок ретровирусов. Они модифицировали клетки млекопитающих так, чтобы белок мог захватывать не только вирусную, но и клеточную РНК, формировать вокруг неё оболочку и выводить образовавшиеся частицы через клеточную мембрану в жидкую среду. Полученный материал позволяет оценить активность генов клеточной популяции и отслеживать её изменения по мере созревания клеток или воздействия различных факторов.
Метод испытали на бессмертных человеческих клетках, опухолевых линиях, стволовых и полученных из них нервных клетках, а также на первичных клетках доноров. Исследователи отдельно проверили культуру, в которой одновременно росли два типа человеческих клеток, и смогли различить их сигналы с помощью специальных меток на вирусоподобных частицах. Кроме того, технология показала эффективность при работе с трёхмерными сфероидами эндотелиальных клеток, структуру которых нежелательно нарушать.
Совместно с лабораторией профессора MIT Линды Гриффит учёные применили систему к моделям органов на чипе. Такие устройства имитируют работу органов, однако извлечение клеток из них для анализа может быть затруднено из-за сложной конструкции. С помощью нового метода исследователи наблюдали за активностью генов эндотелиальных клеток во времени и выявили изменения, связанные с формированием сосудистых сетей, которые зависели от происхождения поддерживающих фибробластов — из тканей матки или лёгких.
Авторы продолжают искать новые области применения технологии и работают над её адаптацией для исследования отдельных клеток. Они рассчитывают, что метод поможет изучать изменения клеток и тканей во времени, а также оценивать развитие заболеваний и действие лекарственных препаратов.