Наши тела состоят из триллионов клеток, которые содержат одну и ту же ДНК. Хотя ДНК в каждой клетке одинакова, мы состоим из множества разных типов клеток, каждый из которых имеет разные функции.

В разных типах клеток активны разные наборы генов в ДНК – для создания компонентов клетки используются разные рецепты.

Это, в свою очередь, определяет, что это за клетка, например, клетка кожи или мышечная клетка. Для этого клетка делает копии генов, так называемые транскрипты, которые могут быть использованы для производства белков.

Балансировка создания и разрушения

Количество транскриптов каждого гена в клетке является мерой активности этих генов. На это число может повлиять создание новых копий, процесс, называемый транскрипцией, и уничтожение уже существующих копий, процесс, называемый деградацией.

В отдельных ячейках число копий транскрипта обычно измеряется путем разбиения ячейки и, следовательно, не может отслеживаться с течением времени в одной и той же ячейке. Поэтому до сих пор было неясно, как комбинация транскрипции и деградации в одной клетке регулирует количество копий конкретного транскрипта.

Маркировка новых копий

Исследователи из группы Александра ван Оуденаардена решили решить эту проблему, разработав новую методику секвенирования отдельных клеток, чтобы отличать свежеприготовленные транскрипты от уже существующих транскриптов. Николас Баттич, первый автор этого исследования:

Мы разработали метод, в котором мы помечаем все новые копии, сделанные в ячейке, чтобы мы могли идентифицировать те копии, которые были сделаны с момента начала эксперимента ».

Изменяя время маркировки, исследователи могли выяснить, сколько записей было создано или уничтожено.

Разные стратегии

Объединив эти данные с компьютерными моделями, исследователи могли выяснить, что как транскрипция, так и деградация активно участвуют в регулировании количества копий транскрипта. Battich:

«Кажется, что клетки используют разные стратегии, чтобы регулировать активность своих генов – или количество копий этих транскриптов. Для некоторых генов клетка должна быть в состоянии очень быстро изменить количество копий. транскрибирование и деградация на высоких уровнях. Благодаря вовлечению обоих процессов клетки смогли очень быстро изменить количество копий, например, путем уменьшения транскрипции и увеличения деградации одновременно. "

Новый метод, названный scEU-seq, может использоваться для изучения множества процессов, таких как специализация клеток во время развития, регуляция деления клеток в здоровых и раковых системах.