Кафедра биологии представляет исследование состояния и судьбы клеток рыбок данио

Джеффри Фаррелл, исследователь из Национального института здоровья детей и человеческого развития, представил свое исследование развития клеток рыбок данио 2 ноября в рамках Серия семинаров кафедры биологии.

Исследование Фаррелла по дифференциации и специализации клеток рыбок данио показывает, как генетически идентичные клетки тела специализируют свой внешний вид и функции, активируя определенные гены. Его работа использует последние технологические достижения в биологии, чтобы составить карту эволюции клеток рыб.

«У вас есть мышечные клетки, которые специализируются на сокращении. В сетчатке есть клетки — фоторецепторы, которые специализируются на обнаружении света», — рассказал Фаррелл The Hoya. «По сути, во всех этих клетках находится одна и та же ДНК. Но есть различия, когда они используют некоторые из этих инструкций, а не другие, которые превращают их в клетку крови или фоторецептор».

Марк Роуз, заведующий кафедрой биологии, сказал, что использование рыбок данио в качестве животной модели позволяет применить исследования Фаррелла гладкомышечных тканей, включающих печень, желудок и другие внутренние органы, в биологию человека.

«Причина, по которой люди используют рыбок данио, заключается в том, что это позвоночное животное, и оказывается, что генетика гораздо более мощная, чем у мыши», — сказал Роуз The Hoya. «Результаты исследования и то, что они узнали о гладкомышечных клетках, имеют отношение к тому, как возникают гладкомышечные клетки у людей».

Роуз сказал, что исследование Фаррелла представляет новые механизмы для более точной классификации клеток и определения их конкретных функций на основе генетических маркеров.

«Развитие гладких мышц было действительно неясным. Мы слышали об этих двух разных типах продольных и осевых мышечных клеток. На самом деле их не разлучали, о них не все было известно», — сказала Роуз. «С помощью своего анализа Фаррелл смог показать, что существуют не только две разные клетки, но и то, что их профили экспрессии генов имеют уникальные черты».

Эрик Глазго, доцент кафедры онкологии Медицинской школы Джорджтаунского университета, который проводит собственное исследование рыбок данио, сказал, что Фаррелл использовал современные технологии для чтения многочисленных последовательностей генов в форме транскриптов РНК, чтобы помочь определить физические характеристики клетки.

«Можем ли мы посмотреть на все различные транскрипты РНК, которые создаются? Это большой объем секвенирования и больших вычислений, потому что у вас есть много последовательностей, которые будут представлять каждую экспрессируемую РНК», — сказал Глазго The Hoya. «И это действительно вычислительная сторона исследования Фаррелла — взять огромный объем данных и затем использовать его, чтобы проследить судьбу отдельных клеток».

Глазго сказал, что открытия Фаррелла могут быть применены к исследованию рака благодаря новому пониманию классификации клеток, особенно клеток, важных для передачи сигналов, таких как кишечные коммуникаторы.

«Самым интересным аспектом трансляции был новый тип клеток в кишечнике. Это сигнальная клетка, которая получает и передает информацию. Эти типы клеток, как правило, очень важны для развития рака», — сказал Глазго. «Теперь мы можем создавать модели и изменять то, что происходит в этой клетке, что может повлиять на рак толстой кишки и его исход».

Фаррелл сказал, что он верит, что современные технологии позволяют ему получать большие объемы данных, и с энтузиазмом относится к будущим исследованиям.

«Масштаб наших возможностей в области биологии резко изменился за последнее десятилетие. У нас есть все эти прогнозы относительно сигналов и того, какие отдельные гены важны для поведения клеток кишечника», — сказал Фаррелл. «Развитие технологий, миниатюризация и вычислительные возможности позволили добиться такого масштаба в биологии, которого раньше было трудно достичь».

Исследование Фарреллом клеточной специализации является одним из примеров технологического прогресса, который сократил время, необходимое для новых разработок.

«Это то, что сейчас двое из нас, исследователей в лаборатории, могут придумать за пару лет, но раньше на это требовалось целым командам исследователей несколько десятилетий», — Фаррелл. добавлен.