Na czym polegało badanie?

Metoda opisana w badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Cell” pozwala na szybkie badanie różnych typów komórek mózgu powiązanych z kluczowymi genami rozwojowymi. Pomaga to w poznaniu zarówno genetycznych, jak i komórkowych przyczyn rozwoju różnych chorób neurologicznych. – Wiemy, że pewne warianty genetyczne mogą czynić nas podatnymi lub odpornymi na różne choroby, ale które konkretnie typy komórek są odpowiedzialne za chorobę? Które obszary mózgu są podatne na mutacje genowe w tych komórkach? Na te pytania próbujemy odpowiedzieć. Dzięki nowej technologii chcemy zbudować bardziej dynamiczny obraz różnych obszarów mózgu, typów komórek i czasu rozwoju choroby, aby zrozumieć podłoże schorzenia i opracować dedykowaną procedurę interwencyjną – mówi dr Xin Jin ze Scripps Research Institute. 

Naukowcy współtworzyli technikę nazwaną in vivo Perturb-seq. Metoda ta wykorzystuje technologię CRISPR-Cas9 i analizę transkryptomiczną pojedynczych komórek, aby mierzyć jej wpływ na komórkę. Dzięki CRISPR-Cas9 badacze mogą wprowadzać precyzyjne zmiany w genomie podczas rozwoju mózgu, a następnie dokładnie analizować ich wpływ na komórki przy użyciu analizy transkryptomicznej pojedynczych komórek. W ten sposób otrzymuje się wgląd w to, jak konkretne geny funkcjonują w różnych typach komórek. Zespół badawczy był w stanie profilować ponad 30 tys. komórek w jednym eksperymencie, przyspieszając ten proces o ok. 10-20 razy w porównaniu do metod tradycyjnych. W badaniu naukowcy zauważyli, że perturbacja genetyczna wywołuje różne efekty w różnych typach komórek, co stanowi bardzo ważny aspekt dla zrozumienia mechanizmów chorób. – Mimo mniejszej reprezentacji, niektóre rzadko występujące typy komórek mogą mieć silniejszy wpływ przez perturbację genetyczną. Dlatego rozdzielczość pojedynczej komórki i możliwość badania każdej komórki oraz jej zachowania są tak ważne – dodaje dr Jin.

Dalsze perspektywy badań

Nowa metoda CRISPR-Screen zapewnia szybkie i skalowalne narzędzie do badania genetycznych i komórkowych przyczyn zaburzeń neurologicznych. Dzięki tej technologii naukowcy mogą precyzyjnie modyfikować geny i badać ich wpływ na pojedyncze komórki, co może prowadzić do odkrycia nowych celów terapeutycznych i bardziej efektywnych metod leczenia. Zespół planuje zastosować tę technologię do badania zaburzeń neuropsychiatrycznych oraz identyfikacji nowych możliwości wykorzystania tej technologii do analizy innych organów, aby lepiej zrozumieć szeroki zakres chorób w kontekście rozwoju tkanek i procesu starzenia się.