Генетическая информация организма хранится в ДНК. Он содержит код для создания других молекул, которые обеспечивают функционирование всех клеток и органов тела. Интересно, что только 1% ДНК составляют гены, из которых белки производятся через посредников РНК. О роли оставшейся ДНК ведется много споров, но считается, что из нее образуются различные типы РНК, которые определяют судьбу клетки.
Несмотря на то, что каждая клетка тела содержит одну и ту же ДНК, то, как они читают и обрабатывают ДНК для создания РНК, может сильно различаться между отдельными клетками. Это особенно известно для транскриптома, который включает всю РНК, производимую из генов, но не так много для других РНК.
«Гены были в центре внимания биологических исследований в течение долгого времени, – говорит ведущий автор исследования Харука Одзаки. «Мы хотели сосредоточиться на том, что мы называем охватом чтения данных секвенирования одноклеточной РНК (scRNA-seq), которые также включают РНК, которые не являются продуктами генов.
Хотя мы можем измерить количество различных РНК, продуцируемых одной клеткой с помощью технологий scRNA-seq, мы хотели разработать новый метод, который также визуализирует конкретный охват чтения, потому что только тогда мы сможем получить полную картину биологии РНК и того, как это происходит. способствует клеточной биологии на одноклеточном уровне."
Для достижения своей цели исследователи разработали новый вычислительный инструмент, который они назвали Millefy. Millefy использует существующие данные scRNA-seq для визуализации охвата считыванием отдельных ячеек в виде тепловой карты, иллюстрирующей различия между отдельными ячейками в относительном масштабе. Исследователи впервые продемонстрировали полезность Millefy на хорошо зарекомендовавшей себя модели эмбриональных стволовых клеток мыши, продемонстрировав гетерогенность охвата считывания между развивающимися клетками.
Затем они применили Миллефи к раковым клеткам пациентов с тройным отрицательным раком груди, особенно агрессивным типом рака груди. Миллефи не только показал гетерогенность между раковыми клетками в целом, но и выявил гетерогенность в конкретном аспекте биологии РНК, который ранее был неизвестен.
«Наш подход упрощает исследование клеточной гетерогенности в биологии РНК с использованием данных scRNA-seq», – говорит Одзаки. "Наши результаты могут помочь определить, что делает отдельные клетки индивидуальными, что поможет нам понять, почему пациенты с одним и тем же заболеванием часто лечатся с переменным успехом. Кроме того, чтобы обеспечить быстрый прогресс в этой области, мы сделали Millefy общедоступным для научного сообщества."