07:00 
Функция клетки определяется тем, как ДНК экспрессируется в белки. Этот процесс включает в себя два основных этапа — транскрипцию, когда информационная РНК (мРНК) создает копии активных генов, и трансляцию, когда мРНК управляет сборкой белка.
Знание того, какие гены активны в любой конкретный момент, позволит отслеживать реакцию организма на факторы окружающей среды или лекарства или отслеживать прогрессирование заболевания, а также отслеживать другие ключевые реакции. Биоинженеры из Университета Райса разработали способ картирования профилей транскрипции в живой ткани мозга с высокой точностью, основываясь исключительно на образце крови.
Это первая демонстрация измерения транскрипции целевых генов неразрушающим способом в живой ткани. Это означает, что мы действительно можем выбрать, какой ген мы хотим изучить, а затем посмотреть, как он проявляется с течением времени в одном и том же организме. Это позволяет нам увидеть, что происходит до того, как возникает заболевание, и как меняется экспрессия генов по мере прогрессирования заболевания».
Ежи Шабловский, автор исследования и доцент кафедры боинженерии Университета Райса
Инструмент отслеживания транскрипции сочетает в себе две передовые технологии — сконструированные репортерные молекулы, называемые высвобожденными маркерами активности (RMA), впервые разработанные Шабловским и его командой, и датчики, обнаруживающие присутствие мРНК-мишени в клетке затем запускают выработку и высвобождение RMA в кровоток.
"Я объединил две последние технологии, чтобы создать новый интерфейс in vivo - мониторинг транскрипции в живых тканях", - сказал Шо Ватанабе, научный сотрудник лаборатории Шабловского и первый автор исследования.
Сабловский рассказал, что новый метод, называемый отслеживанием активной транскрипции in-vivo, или INTACT, является масштабируемым и «теоретически должен позволять отслеживать любой ген, просто включая его последовательность в генетическую конструкцию». Например, INTACT можно использовать для отслеживания экспрессии генов, связанных с болезнью Паркинсона, Альцгеймера или даже тех, которые связаны с определенной нейронной цепью.
«Вам не нужно делать специальный реагент для каждого из этих генов — вместо этого нацеливание на гены программируется», — сказал Шабловский.
Новый метод открывает возможности, аналогичные секвенированию нового поколения (NGS) и количественной полимеразной цепной реакции (qPCR), эффективным технологиям, которые позволили исследователям перейти от анализа генов и молекул в образце к их коллективному отслеживанию. Однако NGS и qPCR требуют разрушения анализируемых образцов, а это означает, что их можно использовать только в иссеченной ткани или клетках, выращенных в чашке Петри. Напротив, INTACT отслеживает экспрессию генов в живой ткани с течением времени.
" В будущем мы хотим сделать революцию в омике возможной в живых тканях", - сказал Шабловски. "Это первый шаг, и мы уже работаем над следующими".
Исследователи продемонстрировали платформу на модели животного, показав, что она может отслеживать три разных участка мозга одновременно. Шабловский сказал, что будущее развитие платформы INTACT может привести к "высоко мультиплексному мониторингу", при котором можно будет отслеживать большое количество различных генов, нейронных цепей или областей мозга одновременно.
Ватанабэ добавил, что он ожидает, что INTACT "может применяться для мониторинга экспрессии генов не только в мозге, но и в других тканях".
До работы над RMA в составе команды Шабловски Ватанабэ изучал биологию мышц, уделяя особое внимание внеклеточным пузырькам, молекулам, которые клетки используют для общения друг с другом. Его следующий проект будет опираться на обе области знаний для изучения использования синтетических механизмов, обеспечивающих связь между различными органами и областями организма. тело Он сказал, что три года, которые он провел в INTACT, стали важным этапом в его профессиональном развитии.
