Биологи из Цюрихского университета придумали, как визуализировать деятельность генов в клетках. Новый метод настолько эффективен, что впервые позволяют изучить тысячу генов параллельно десяти тысячам клеток человека.

Деятельность генов и пространственная организация получающихся в ее результате транскрипт-молекул очень сильно варьирует по разным клеткам, показало исследование.

Когда клетки активируют ген, вырабатываются свойственные именно ему транскрипт-молекулы – они и делают выполняемую геном функцию доступной для клетки. Измерение активности генов – это вполне рутинная процедура, особенно в онкологии.

Современные технологию определяют ее по количеству транскрипт-молекул – но не могут ни измерить большое их количество, ни изучить их пространственную организацию внутри одной клетки. А вот новейшая автоматизированная технология, разработанная под руководством профессора Лукаса Пелкманса (Lucas Pelkmans) позволяет параллельно замерять количество и пространственную организацию отдельных транскрипт-молекул в десяти тысячах клеток.

Рис. 1. Границы клеток окрашены в соответствии с отклонением в расстояниях между единичными XBP1 транскрипт-молекулами и ядром (белый – мало колебаний, темно-красный – много колебаний; зеленый – единичная молекула bDNA FISH, синий – ядро).

Метод, разработанный аспирантами Пелкманса Нико Баттиха (Nico Battich) и Томаса Штёгера (Thomas Stoeger) требует участия роботов, автоматизированного флуоресцентного микроскопа и суперкомпьютера. Робот закрашивает транскрипт-молекулы, изображения которых генерирует микроскоп.

Потом изображения анализирует суперкомпьютер «Брутус» из Высшей технической школы Цюриха. Анализ полученных данных показал огромную степень вариабельности пространственной организаций транскрипт-молекул – внутри отдельных клеток и между клетками.

Данные исследования представлены в журнале Nature Methods.