אומרים שתמונה שווה אלף מילים.
שיטה חדשה, שפותחה על ידי חוקרי אוניברסיטת מישיגן, יוצרת תמונות ששוות הרבה גיגה-בייט של נתונים, מה שעלול לחולל מהפכה בדרך שבה ביולוגים חוקרים את ביטוי הגנים. Seq-Scope, שפותחה על ידי Jun Hee Lee, Ph.D., Hyun Min Kang, Ph.D., ועמיתיהם, תוארה לראשונה ב-Cell בשנת 2021 כשיטה הראשונה לניתוח ביטוי גנים ברזולוציה מרחבית בקנה מידה תת-מיקרומטר. .
לשם השוואה, רוחב שערה אדם בודד נע בין 20 ל-200 מיקרומטר.
הצוות שיפר מאז את Seq-Scope, והפך אותו למגוון יותר, ניתן להרחבה ונגיש יותר, שפורסם זה עתה ב-Nature Protocols. בנוסף, אותה קבוצה פיתחה אלגוריתם לניתוח נתונים מרחביים ברזולוציה גבוהה מ-Seq-Scope וטכנולוגיות אחרות, הנקרא FICTURE, המתואר ב- שיטות טבע.
בעצם, אנחנו פורצים למכונות רצף DNA ונותנים להן לעשות את כל העבודה הקשה".
היון מין קאנג, Ph.D., פרופסור לביוסטטיסטיקה, בית הספר לבריאות הציבור של UM
חוקרים משתמשים במכונות אלה כדי לייצר קריאות של התעתיק, אוסף כל ה-RNA המתועתק מגנים עם תא או רקמה נתונה. באופן מסורתי, ביולוגים החוקרים גנים בתוך תא או רקמה חייבים להתמודד עם העובדה שלתעתיק יש עשרות אלפים או יותר גנים שבא לידי ביטוי, יותר מדי מכדי ליצור מהם ראשים או זנבות ללא עזרת מחשב, כאשר זה כולל גם מיליוני תאים.
"הבעיה היא שבאופן מסורתי, אין שיטות חישוביות המאפשרות לנו להבין את מערך הנתונים הזה ברזולוציה מיקרוסקופית", אמר לי, פרופסור לפיזיולוגיה מולקולרית ואינטגרטיבית בבית הספר לרפואה של UM.
שיטת ההוכחה של המושג של לי וקאנג, Seq-Scope, הדגימה שניתן לייעד מחדש מכונת רצף ליצירת פרופיל של תעתיקים שנפתרו במרחב, מה שמאפשר למדענים לראות כיצד והיכן גן מתבטא ברזולוציה מיקרוסקופית. לאחר מכן, הצוות יצר את Seq-Scope חסכוני עוד יותר, ומפחית את העלות של פרופיל תעתיק מרחבי ברזולוציה גבוהה מיותר מ-10,000$ לכ-500$ בלבד.
יתרה מזאת, שיטת FICTURE החדשה מאפשרת לחוקרים לנתח כמויות אדירות של נתונים, על ידי איחוד הנתונים הסובבים יחד כדי להסיק מסקנות מדויקות יותר ברמת המיקרומטר. על ידי כך, הם מדגימים, אתה יכול לראות היכן ממוקמים תמלול תאים ללא כל הטיה.
השיטה מייצרת תמונות מפורטות להפליא של רקמות ותאים מניתוח הרזולוציה המיקרוסקופית שלה.
לדוגמה, בניתוח מסורתי, "גם אם יש לך פילוח תאים, אם אינך יודע בדיוק אילו תאים מתומללים ומוכתמים, הניתוח יכול להיות מטעה או לא ברור", אמר קאנג.
"באמצעות FICTURE, למשל, ניתן לראות שרקמת שריר השלד מעובר עכבר מתפתח מתמיינת לתאי שריר ארוכים מפוספסים מיובלסטים."
"אנחנו מקבלים הרבה מיילים מחברות וחוקרים אחרים שבעבר הניחו שהם לא יוכלו לעשות ניסויים וניתוחים כאלה. עכשיו הם בתחום האפשרויות", אמר לי.
Advanced Genomics Core של UM היה שותף לכתיבת מאמר פרוטוקול Seq-Scope, ותרם על ידי אופטימיזציה של השימוש ברצפי DNA. המתקן פועל כעת להנגיש עוד יותר את שיטת Seq-Scope, במטרה להפיץ את הטכנולוגיה הזו ל-UM ולקהילה המדעית הרחבה יותר.
"זה בדיוק סוג הטכנולוגיה שאנחנו רוצים להביא לכמה שיותר מעבדות, גם כאן ב-UM וגם מעבר לכך", אמרה מנהלת AGC, אוליביה קואס, Ph.D.
"המטרה שלנו היא להעצים יותר חוקרים עם יכולות תעתיק מרחביות מתקדמות".
לי וקאנג מקווים בשלב הבא לפתח דרך להפוך את השיטה לנגישה עוד יותר לחוקרים, ולאפשר להם ללמוד ביטוי גנומי מתחילתו ועד סופו.
אמר קאנג, "אני חושב שחשוב שחוקרים חישוביים וניסויים יעבדו יחד כדי ליצור סוגים חדשים של נתונים ושיטות. זו דוגמה טובה לסוג זה של שיתוף פעולה".
