A térbeli transzkriptomika napjaink egyik legdinamikusabban fejlődő biológiai kutatási területe, amely lehetővé teszi az RNS molekulák helyének és génexpressziós mintázatainak közvetlen megfigyelését sejtekben és szövetekben. Az image-based spatial transcriptomics módszerek segítségével a kutatók nem csupán azt tudják meg, hogy mely gének aktívak, hanem azt is, hogy ezek a gének hol fejtik ki hatásukat a sejtek térbeli környezetében.
A RAEFISH technika bemutatása
A legújabb áttörést ezen a területen a RAEFISH (Rolling-circle Amplification Enhanced Fluorescence In Situ Hybridization) technika jelenti, amelyet a kutatók egyedülállóan fejlesztettek ki az RNS molekulák pontosabb és részletesebb képalkotására. Ez a módszer speciális, célzott próbák alkalmazásával működik, amelyek képesek közvetlenül kapcsolódni az RNS molekulákhoz a sejtek belsejében.
A próbák lényege, hogy az adott célzott RNS-szakaszokról másolatokat készítenek egy úgynevezett rolling-circle amplification (RCA) eljárással. Ez a folyamat jelentősen felerősíti a jel erősségét, így a fluoreszcens címkék hozzáadásával az RNS molekulák könnyen láthatóvá válnak mikroszkóp alatt. Ennek köszönhetően a kutatók képesek több tízezer génből származó különböző RNS-molekulákat egyszerre azonosítani és lokalizálni.
A módszer alkalmazása és eredményei
A RAEFISH technikát sikeresen tesztelték emberi sejtekben, valamint egér máj-, méhlepény- és nyirokcsomó-szöveteken. Az eljárás lehetővé tette több mint 20 000 gén különböző RNS-molekuláinak azonosítását és térbeli elhelyezkedésük feltérképezését.
- Sejttípusok feltérképezése: A módszer segítségével pontosan megkülönböztethetők különféle sejttípusok a szöveteken belül.
- Sejtszerveződés vizsgálata: Megmutatható, hogyan rendeződnek el a sejtek egymáshoz képest egy adott szövetben.
- Sejtközi interakciók feltárása: A génexpressziós mintázatok alapján láthatóvá válik, hogyan kommunikálnak és működnek együtt különböző sejttípusok.
A RAEFISH jelentősége a biológiai kutatásban
A kutatók szerint ez az új képalkotó technika nem csupán azt mutatja meg, hogy mely gének aktívak egy adott sejtben vagy szövetben, hanem azt is, hogy pontosan hol történik ez az aktivitás. Ezáltal mélyebb betekintést nyerhetünk a sejtek működésébe és azok térbeli viszonyába.
Ezen túlmenően a kiterjesztett térbeli nézet új perspektívákat kínálhat az olyan komplex biológiai folyamatok megértéséhez, mint a fejlődés, az öregedés, valamint számos betegség kialakulása és előrehaladása. A RAEFISH segítségével például jobban megérthetjük, hogyan változik egy szövet szerkezete és génexpressziója idővel vagy kóros állapotokban.
Összegzés
A RAEFISH technika forradalmi előrelépést jelent az image-based spatial transcriptomics területén. A speciális próbák és a rolling-circle amplification kombinációja lehetővé teszi több ezer génről származó RNS molekulák pontos térbeli lokalizációját emberi és állati szövetekben. Ezáltal új dimenziókat nyit meg a sejtek közötti kapcsolatok, szerveződésük és funkciójuk megértésében, ami hosszú távon hozzájárulhat számos biológiai folyamat és betegség jobb megismeréséhez.