首次,科学家能够直接在细胞和组织内部以极细微的细节同时观察整个基因组范围内的RNA分子,这要归功于耶鲁大学研究团队开发的新技术。
这种被称为反向锁扣扩增子编码荧光原位杂交(RAEFISH)的技术,解决了研究人员长期以来不得不面对的权衡问题:细节与范围。早期工具要求研究人员在高细节地观察有限数量的基因,或低细节地观察大量基因之间做出选择,而后者对其转录本(RNA)的位置及其相互作用的细节有限。
"我们开发了一种同时满足这两种需求的技术,"耶鲁医学院遗传学和细胞生物学副教授王思远(Siyuan (Steven) Wang)表示,"它解决了空间转录组学领域先前技术的关键局限。"
这项新技术发表在《细胞》杂志上。
基于图像的空间转录组学技术直接对细胞和组织中的RNA分子进行成像,以绘制RNA位置和基因表达模式。
研究人员表示,RAEFISH技术代表了这一成像过程的强大进步。他们通过设计附着在细胞内RNA分子上的特殊探针来实现这一技术。这些探针对目标RNA进行复制,并添加荧光标签,使RNA可以在显微镜下被观察到。
该方法已在人类细胞以及小鼠肝脏、胎盘和淋巴结组织中进行了测试,能够识别来自20,000多个基因的不同RNA分子。RAEFISH能够绘制细胞类型,展示细胞如何组织,并通过基因表达模式揭示不同类型细胞之间的相互作用。
研究人员表示,这不仅有助于揭示哪些基因是活跃的,还能显示它们在细胞或组织中的工作位置。此外,这种扩展的视野还可能为复杂组织中的发育和衰老过程,以及多种疾病的形成和发展提供新的见解。
"我们有可能发现新的治疗生物标志物来治疗癌症等疾病,在这些疾病中,了解癌细胞如何与周围组织微环境中的其他细胞相互作用至关重要,"王说。
王表示,RAEFISH等成像组学技术的突破正在推动当今医学研究的未来,为新型治疗干预提供动力。
"我们正处于工具变得可用以应对更高复杂度的时期,"他说,"现在能够在原生组织环境的复杂性中更详细地研究基因表达和细胞相互作用,这将有助于调查一系列疾病。"
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