Większość ludzi słyszała o projekcie Human Genome Project - ogromnym projekcie naukowym sekwencjonowania ludzkiego DNA, którego kulminacją była publikacja pierwszego ludzkiego kodu genetycznego w 2001 roku. Ale czy słyszałeś o Atlasie komórek ludzkich?
W wysiłek zaangażowanych jest ponad 480 naukowców pracujących nad 185 projektami w celu skatalogowania szacowanych 37, 2 bilionów komórek w ludzkim ciele poprzez sekwencjonowanie co najmniej 10 miliardów komórek wszystkich tkanek, narządów i układów. Badając genetykę każdej komórki, naukowcy mają nadzieję lepiej zrozumieć, co ją powoduje.
Ten wieloletni wysiłek jest już w toku. Jak podaje Kristen V. Brown z raportów Gizmodo, naukowcy opublikowali niedawno pierwszą dużą partię danych, która opisuje 530 000 komórek z układu odpornościowego.
Informacje zebrane przez naukowców z MIT's Broad Institute pochodzą z ludzkiej krwi pępowinowej i dorosłych komórek szpiku kostnego. Sekwencjonowanie tysięcy pojedynczych komórek nie jest jednak łatwym zadaniem. Według komunikatu prasowego naukowcy zastosowali nowe metody obliczeniowe, aby szybko zidentyfikować typy komórek w danych sekwencjonowania, a także zidentyfikować genetyczny odcisk palca dla różnych komórek. Badali także rozwój komórkowy.
Te nowe narzędzia pozwoliły naukowcom zmierzyć się z 224, 000 komórek szpiku kostnego pobranych od czterech dorosłych pacjentów - około 100 razy więcej komórek niż większość eksperymentów sekwencjonowania komórek. Zespół zsekwencjonował podobną liczbę komórek z krwi pępowinowej.
„Zbieranie i przetwarzanie pół miliona komórek odpornościowych było wyczynem Herkulesa, wymagającym ściśle skoordynowanej pracy zespołowej w wielu dziedzinach wiedzy” - powiedziała członek zespołu Broad Institute, Danielle Dionne.
Ta najnowsza wersja danych łączy dwa poprzednie zestawy z Human Cell Atlas: próbkę 2000 komórek z ludzkiej śledziony i próbkę 6639 komórek z mysiego węzła chłonnego. Ten nowy zestaw danych o wielkości pół miliona komórek jest o wiele większy i wkrótce zostanie przyćmiony innym zestawem danych 1, 08 miliona krwi pępowinowej, szpiku kostnego i białych krwinek, które wkrótce opublikuje Broad Institute. Kolejne 250 000 ludzkich komórek rozwojowych zostało zsekwencjonowanych przez współpracownika Atlasu, ale nie zostały jeszcze upublicznione.
Podsumowując, dane stanowią solidny pierwszy krok w kierunku analizy 10 miliardów komórek. Początkowym celem konsorcjum jest stworzenie pierwszego szkicu Atlasu zawierającego od 30 do 100 milionów komórek.
Jak wyjaśnia Steve Connor z MIT Technology Review, Cell Cell osiągnie trzy główne rzeczy. Po pierwsze, stworzy super-dokładną mapę 3D, w której znajdują się różne typy komórek w ludzkim ciele. Ujawni również, które geny są aktywne w każdej komórce, pomagając badaczom zrozumieć, w jaki sposób tkanki rozwijają się i działają na poziomie genetycznym. Po trzecie, badania prawdopodobnie ujawnią nowe rodzaje tkanek.
Do tej pory naukowcy zidentyfikowali około 300 różnych rodzajów komórek w ludzkim ciele, w tym takie jak komórki tłuszczowe i neurony. Ale w ostatnich latach nowe analizy molekularne ujawniły typy badaczy tkanek, których wcześniej nie zauważyli, w tym dwa nowe typy komórek siatkówki i nową komórkę odpornościową, która wytwarza steryd immunosupresyjny.
Prawdopodobnie Atlas odkryje wiele nowych rodzajów tkanek. „Zobaczymy pewne rzeczy, których się spodziewamy, rzeczy, o których wiemy, że istnieją, ale jestem pewien, że będą to zupełnie nowe rzeczy”, mówi Mike Stubbington z Sanger Institute w Wielkiej Brytanii, który jest głównym współpracownikiem w projekcie. „Myślę, że będą niespodzianki”.
Ostatecznym celem atlasu open source jest przyspieszenie odkryć przez badaczy medycznych i biologów na całym świecie, którzy wykorzystają te informacje do badania rozwoju komórek i stworzą nową erę medycyny precyzyjnej z wysoce ukierunkowanymi lekami i terapiami.
