מסד נתונים חדש של תאים מצייר תמונה מלאה יותר של תיקון שרירים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


כאשר שריר נפצע, הוא מתקן את עצמו באמצעות שפע של פעילות תאית, כאשר תאי גזע מתפצלים ומתמיינים לסוגים רבים של תאים מיוחדים, שלכל אחד תפקיד חשוב בתהליך הריפוי.

ביולוגים נאבקו לחקור תאי שריר נדירים וחולפים המעורבים בתהליך, אבל מהנדסי קורנל הרימו את המסך על הדינמיקה החמקמקה הזו עם השקת scMuscle, אחד ממאגרי המידע החד-תאיים הגדולים מסוגו.

דיווח על העבודה פורסם ב-12 בנובמבר בכתב העת ביולוגיה של תקשורת. מחברים בכירים שותפים הם בן קוסגרוב ואיווין דה ולמינק, שניהם פרופסורים חבר להנדסה ביו-רפואית במכללה להנדסה.

ההתקדמות האחרונה ברצף RNA חד-תא מאפשרת לביולוגים לזהות עשרות אלפי תאים מדגימת רקמה בודדת, אך מכיוון שתאי גזע שרירים מהווים פחות מ-1% מאותם תאים – כאשר צאצאיהם של תאים חולפים קצרי מועד הם אפילו יותר נדיר — ניסויי רצף פשוט לא יכולים לתפוס את התמונה השלמה של התחדשות השרירים.

זו בעיה שקוסגרוב נתקל בה כאשר פרסם אטלס תאים משנת 2020 המכיל 35,000 תאים בודדים המעורבים בתהליך התיקון. אבל מתוך אותם תאים, פחות מ-200 מהם היו מחויבים או מתמזגים תאים מיוגניים – המצבים החולפים הנדירים שרצף מתקשה לתעד.

"תאר לעצמך אם הייתה לך תמונה של צביעה לפי מספרים ואתה צובע רק רבע מהמספרים", אמר קוסגרוב, שהוביל את הפיתוח של scMuscle יחד עם דה ולמינק והדוקטורנט דיוויד מק'קלר. "פשוט לא הצלחנו לאסוף מספיק נתונים בעצמנו כדי לצייר את כל התמונה של המעברים העדינים האלה כשהתאים מתבגרים ומתמחים."

צוות קורנל ידע שיש עוד מערכי נתונים גדולים של רצף בפיתוח, שכל אחד מהם לוכד את נתח הנתונים שלו. אז, הם השתמשו בטכניקות חישוב מתקדמות כדי להתחיל למזג אוספים כדי לצייר את התמונה המלאה יותר. הם שילבו 88 מערכי נתונים זמינים לציבור עם כמה משלהם, מה שהוביל למסד הנתונים scMuscle, המכיל את הנתונים התעתיקים מכ-365,000 תאים המעורבים בפציעת שרירים בטווח רחב של גילאים ותנאים ניסיוניים.

"אנחנו משווים את זה ליצירת פסיפס עם מספר אמנים. זה מתכנס לציור עשיר ומסובך יותר", אמר קוסגרוב. "כעת יש לנו תמונה מקיפה של סוגי התאים הנדירים מאוד שאנו יודעים שמעורבים בתיקון שרירי השלד, אך לא נדגמו בעבר."

מסד הנתונים scMuscle מספק פיסת מידע חשובה נוספת שניסויי רצף בודד לא מצליחים לייצר – נתונים מרחביים המפרטים כיצד תאים מתארגנים ומקיימים אינטראקציה על פני נוף הרקמה.

"זה ידוע בביולוגיה שהשכנים שלך יוצרים את הזהות שלך", אמר קוסגרוב, "ועכשיו אנחנו יכולים לזהות גורמים מולקולריים שמתקשרים באופן ייחודי בין סוגי תאים ומתארים את הדפוסים המרחביים שלהם באזור הפגיעה".

מאז ההשקה הרכה של מסד הנתונים scMuscle בינואר, מאות חוקרים ברחבי העולם ניגשו אליו, חיפשו מידע כגון דפוסי ביטוי גנים ספציפיים למין במהלך ההזדקנות, ואילו חתימות ביטוי גנים מגדירות סוגי תאים שונים המעורבים בתהליכי מחלה.

ממצא אחד שדווח על ידי Cosgrove והצוות ענה על שאלה ארוכת שנים לגבי כמה גנים מתבטאים על ידי הצאצאים המבדילים של תאי גזע כשהם מתמחים ברקמת שריר בוגרת.

"מסתבר שהתאים באמת מגוונים את חתימות ביטוי הגנים ומפעילים כל מיני גנים בתור ההתחלה להתמיין", אמר קוסגרוב, "ואז ברגע שהם מתחילים להתמזג, הם פוגעים בצוואר הבקבוק ודפוסי ביטוי הגנים שלהם הופכים נעול במקום ומוגבל מאוד".

Cosgrove אמר כי מסד הנתונים scMuscle ימשיך לשמש כלי רב עוצמה עבור ביולוגים ואחרים המחפשים השקפה חדשה על פעילות סלולרית נדירה בהתחדשות שרירים, ומקווה למשוך מימון כדי לסייע באירוח ושילוב מתמשך של נתונים חדשים בו ככל שהתחום יגדל.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת קורנל. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-11-19 03:37:06

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר