Изучение было опубликовано по собственной природе Биотехнология.Любой организм начинается с одной клетки. Потому, что та клетка делится, ее копии отклоняются, дабы стать специальными клетками – такими как сердце, кость либо клетки головного мозга – в ходе, известном как дифференцирование.
Чтобы выяснить внутренние и внешние сигналы, каковые перемещают клетки на протяжении этого пути, ученые смогут упорядочить собственную РНК – молекулярный посыльный, что переводит ДНК на другие продукты и белки.Упорядочивание РНК от партии клеток не идеально, но, по причине того, что клетки в большинстве случаев будут в разных состояниях развития. Дабы решить эту проблему, ученые развивали упорядочивающую РНК единственной клетки. «Это похоже на новый микроскоп, давая нам свойство изучить большое количество биологических явлений сходу», сообщил Рауль Рабадан, врач философии, адъюнкт-доктор наук системной биологии и биомедицинской информатики в Колумбии и соавтора бумаги. «Но исследователей все еще оставляют с проблемой понимания взаимоотношений между разными странами клетки, каковые стимулируют процесс развития».Дабы изучить клеточное развитие, ученые применяют математические инструменты, дабы проанализировать большие количества упорядочивания данных.
Но эти инструменты надеются на главные догадки что узкий вероятные результаты. «Из-за сложности, вовлеченной в клеточное развитие, модели, каковые заставляют предположения в действительности сократить Вашу свойство сделать новые открытия», сообщил Аббас Ризви, врач философии, ученый постдиссертации в Отделе Колумбии Биохимии и Молекулярной Биофизики и ведущего автора статьи.Врач Ризви, вместе с Пабло Г. Камарой, врачом философии, постдокторантом и теоретическим физиком в Отделах Биомедицинской Системной биологии и Информатики, обратился к топологии, области математики, которая изучает пространственные отношения между формами и поверхностями, дабы найти зависимости между различными генами и клеточными государствами, каковые активны, тогда как клетки находятся в тех странах.
Сотрудничество создало метод, названный единственной клеткой топологическим анализом данных (scTDA). Метод разбирает последовательности РНК отдельных клеток, восстанавливая главные траектории развития, и захватывая прогрессию разных транскрипционных программ своевременно.Исследователи применяли scTDA, дабы нанести на карту путь стволовых клеток мыши, каковые они уговорили в становление клетками мотонейрона.
Карта верно указала на вероятную траекторию развития этих клеток, начавшись как стволовые клетки и наконец став нейронами. Смотря, какие конкретно гены были активными родными конкретными вилками в карте, исследователи смогли выяснить белки, каковые, думается, ведут клеточное развитие в разных пунктах на протяжении пути. Способ был кроме этого применен, дабы изучить пути развития стволовых клеток от легких мыши, мозгов мыши и человеческих эмбрионов.«Мы ожидаем, что еще большое количество открытий обнаружатся, потому, что ученые взрывают данный комплект данных», сообщил соавтор Том Мэниэтис, врач философии, доктор наук Изидора С. Эдельмана Биохимии, Молекулярной Отдела Биофизики и Председатель Биохимии в Колумбии. «Это вправду открывает возможности для весьма глубокого анализа отдельных клеток на весьма определенных этапах развития», сообщил врач Мэниэтис.
«Данный подход снабжает глубокое познание потенциальной судьбы клетки, предоставляя нам доступ к молекулярным переходам и основным регуляторам, каковые руководят идентичностью клетки – и представление возможности регулировать клетки на большом растоянии от дорог, каковые имеют отрицательный эффект на его развитие», сообщил врач Ризви.Подход на данный момент используется, дабы раскрыть состав и динамику клетки сложных биологических процессов, включая рак.