Computerprogram registrerer forskelle mellem menneskelige celler

"Hvor mange forskellige celletyper er der i en menneskekrop? Og hvordan udvikler disse forskelle sig? Ingen ved virkelig, "siger professor Stein Aerts fra KU Leuven (University of Leuven) og VIB, Belgien. Men takket være en ny metode udviklet af hans team, der kan være ved at ændre sig.

Selvom hver af cellerne i vores krop bærer den nøjagtig samme DNA -sekvens, der er et stort udvalg af celletyper og funktioner. Disse forskelle stammer fra, hvordan DNA -sekvensen fortolkes:ikke alle gener er 'tændt' i hver celle.

Nylige fremskridt inden for encellede sekventering har allerede gjort det muligt at måle, hvilke af vores 20, 000 gener er aktive i en individuel celle. Med over 30 billioner celler i menneskekroppen, disse teknikker giver et hidtil uset detaljeringsniveau, der revolutionerer forskningen inden for biologi og medicin. Men når denne metode anvendes på tusinder af celler fra forskellige væv, det bliver stadig mere udfordrende at behandle de enorme datamængder og opdage meningsfulde mønstre.

Beregningsbiolog Stein Aerts (KU Leuven og VIB) og hans team gik sammen med matematikere, bioingeniører, og it -specialister til at tage udfordringen op. "Vi udviklede SCENIC, et computerprogram, der identificerer forskellige celletyper baseret på deres genekspressionsmønstre, hurtigt og præcist. Dette giver mulighed for en bedre forståelse af, hvordan celletypernes skæbne reguleres, og til identifikation af masterregulatorer, som også kunne være potentielle lægemiddelmål. "

"Denne nye metode hjælper os ikke bare med at lære mere om de forskellige celler i vores krop, "siger postdoktor Sara Aibar Santos." Det fortæller os også, hvordan celleaktivitet ændrer sig i løbet af tiden, eller når vi bliver syge. "

Holdet har allerede anvendt metoden på hjernevæv fra mus og mennesker. De brugte det også til at analysere og sammenligne kræftceller fra hjerne- og hudtumorer, hvilket førte til identifikation af nye celletyper relateret til metastase, spredning af kræftceller til andre dele af kroppen.

Metoden kan hjælpe med at udvikle Human Cell Atlas, en global indsats med det formål at kortlægge alle forskellige celletyper og tilstande i menneskekroppen. "Dette atlas ville være en uvurderlig kilde til information for både forskning og medicin, "Aibar Santos fortsætter." Det ville give os mulighed for systematisk at studere de biologiske ændringer forbundet med forskellige sygdomme, at forstå, hvor sygdomsassocierede gener er aktive i vores kroppe, analysere de molekylære mekanismer, der styrer produktionen og aktiviteten af ​​forskellige celletyper, og sortere, hvordan forskellige celletyper kombineres og arbejder sammen for at danne væv. "