Большинство людей слышали о проекте «Геном человека» - широкомасштабном научном проекте по секвенированию ДНК человека, кульминацией которого стала публикация в 2001 году первого генетического кода человека. Но слышали ли вы об Атласе человеческих клеток?
В работе участвуют более 480 ученых, работающих над 185 проектами, для каталогизации примерно 37, 2 триллионов клеток в организме человека путем секвенирования не менее 10 миллиардов клеток всех тканей, органов и систем. Изучая генетику каждой клетки, исследователи надеются лучше понять, что заставляет их тикать.
Эта многолетняя работа идет полным ходом. Как сообщает Кристен В. Браун из Gizmodo, исследователи недавно опубликовали первую большую серию данных, в которых содержится информация о 530 000 клеток иммунной системы.
Собранная исследователями из Института Широкого Массачусетского технологического института, информация поступает от пуповинной крови человека и клеток костного мозга взрослого человека. Однако упорядочение тысяч отдельных ячеек - задача не из легких. Согласно пресс-релизу, исследователи использовали новые вычислительные методы, чтобы быстро идентифицировать типы клеток в данных секвенирования, а также идентифицировать генетический отпечаток для разных клеток. Они также изучали клеточное развитие.
Эти новые инструменты позволили ученым заняться 224 000 клеток костного мозга, собранных у четырех взрослых пациентов - примерно в 100 раз больше клеток, чем большинство экспериментов по секвенированию клеток. Команда секвенировала аналогичное количество клеток из пуповинной крови.
«Сбор и обработка полмиллиона иммунных клеток - это подвиг Геракла, предполагающий тесно скоординированную командную работу во многих областях знаний», - говорит член команды Broad Institute Даниэль Дионн.
Этот последний выпуск данных объединяет два предыдущих набора из Атласа клеток человека: образец из 2000 клеток из селезенки человека и образец из 6 639 клеток из лимфатического узла мыши. Этот новый полмиллионный набор данных клеток на величины больше, и вскоре его затмит другой набор данных из 1, 08 миллиона пуповинной крови, костного мозга и лейкоцитов, который скоро выпустит Институт Броада. Еще 250 000 клеток развития человека также были секвенированы сотрудником Atlas, но еще не были обнародованы.
В целом, данные являются твердым первым шагом к анализу 10 миллиардов клеток. Первоначальная цель Консорциума - подготовить первый проект Атласа, в котором содержится от 30 до 100 миллионов ячеек.
Как объясняет Стив Коннор из MIT Technology Review, Cell Atlas выполнит три основные задачи. Во-первых, он создаст сверхточную 3D-карту того, где различные типы клеток находятся в теле человека. Он также покажет, какие гены активны в каждой клетке, помогая исследователям понять, как ткани развиваются и работают на генетическом уровне. И в-третьих, исследование, вероятно, выявит новые типы тканей.
До настоящего времени исследователи идентифицировали около 300 различных типов клеток в организме человека, включая такие вещи, как жировые клетки и нейроны. Но в последние годы новые молекулярные анализы выявили типы тканей, которые ранее пропускали исследователи, включая два новых типа клеток сетчатки и новую иммунную клетку, которая производит иммунодепрессантный стероид.
Вероятно, Атлас раскроет еще много новых типов тканей. «Мы увидим некоторые вещи, которые ожидаем, вещи, о которых мы знаем, что они существуют, но я уверен, что будут совершенно новые вещи», - говорит Майк Стуббингтон из Института Сэнгера в Великобритании, который является главным сотрудником проекта. «Я думаю, что будут сюрпризы».
Конечная цель Атласа с открытым исходным кодом - ускорить открытия медицинских исследователей и биологов по всему миру, которые будут использовать эту информацию для изучения развития клеток и создания новой эры точной медицины с целенаправленными лекарственными средствами и методами лечения.
