Исследователи из Каролинского института и Стокгольмского университета разработали новую технологию, позволяющую одновременно исследовать несколько разных гистоновых меток в одной отдельной клетке и в тысячах клеток одновременно. Этот новый метод позволяет исследователям гораздо более подробно исследовать, как клетки мозга мыши приобретают уникальные свойства и специализируются. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.

«Этот метод является отправной точкой для понимания того, как клетки могут переходить из одного состояния в другое», — говорит Марек Бартосович, бывший научный сотрудник с докторской степенью на кафедре медицинской биохимии и биофизики Каролинского института, а ныне руководитель исследовательской группы в Стокгольмском университете.

Клетки в нашем организме могут быть самыми разными, но они наследуют в своем геноме общую генетическую информацию в виде ДНК. Чтобы приобрести разные свойства и специализации, клетки читают и интерпретируют этот общий геном по-разному. Один из таких механизмов чтения ДНК включает белки, называемые гистонами, которые связаны с геномом. Гистоны имеют различные поверхностные ориентиры, которые несут несколько слоев эпигенетической информации. Эти знаковые модификации гистонов присутствуют в различных паттернах в геноме разных типов клеток. Это позволяет каждой клетке интерпретировать геномную информацию по-разному, а затем приобретать разные свойства.

Nano CUT&Tag

Недавно несколько исследовательских групп, в том числе команда из Каролинского института, разработали такие методы, как CUT&Tag для отдельных клеток, позволяющие рассматривать индивидуальные модификации гистонов на уровне одной клетки и в больших масштабах.

Теперь команда Каролинского института сделала еще один шаг вперед, разработав новую технологию Nano CUT&Tag. Эта технология основана на новом классе молекул, называемых нанотелами. Нанотела — это небольшие белки, которые работают так же, как и антитела, при распознавании других белков с высокой специфичностью, но они меньше и могут легко сливаться с другими белками. Использование различных нанотел, слитых с ферментом, называемым транспозазой Tn5, позволило исследовать различные модификации гистонов одновременно в одной и той же клетке. Nano CUT&Tag дает уникальное представление о том, как клетка может путем одновременной настройки нескольких слоев эпигенетической информации интерпретировать геном, чтобы специализироваться и приобрести уникальную идентичность.

«Nano CUT&Tag, или Nano-CT, как мы его называем, позволили нам очень подробно проанализировать, как клетки -предшественники в мозге специализируются в олигодендроциты, тип клеток, который является мишенью аутоиммунной атаки при рассеянном склерозе». Говорит Гонсало Каштелу-Бранко, профессор биологии глиальных клеток Каролинского института. «Эти новые механистические идеи могут дать нам представление о том, как стимулировать восстановление популяции олигодендроцитов в контексте заболевания».

«Теперь мы хотим продолжить развитие нано-КТ, увеличив диапазон эпигенетических ориентиров, которые он может исследовать», — говорит Марек Бартосович, который недавно создал свою исследовательскую группу в Стокгольмском университете, где он сосредоточится на разработке эпигеномных технологий для отдельных клеток. , в контексте раннего развития человеческого мозга.