Наша лаборатория открывает сезон одноклеточного секвенирования

Почему клетки с одинаковым генотипом по-разному реагируют на один и тот же сигнал запускающий клеточную смерть ? Почему часть клеток погибает, а часть остается живой? 

Чтобы узнать ответы на эти вопросы, наше внимание сосредоточено на поиске ассоциации между экспрессией генов и фенотипом (в нашем случае фенотип — это клеточная смерть). Когда клетка умирает, она имеет определенный уровень экспрессии генов, решающих ее судьбу. Все они отражены в последовательности нуклеотидов РНК, строящейся комплементарно тем областям в ДНК, которые активны в данный конкретный момент. Совокупность РНК, синтезируемая одной клеткой, называется транскриптом. Транскриптом, в отличие от генотипа, может быть разным у генетически идентичных клеток в силу эпигенетических условий, определяемых изменениями окружающей среды клетки, особой динамики процесса и другими негенетическими причинами. Именно последние нас и интересуют. 

Существует подход eQTL, позволяющая определять геномные локусы (области), ответственные за изменение транскриптома, а следовательно и различный уровень экспрессии белков. Расшифровывается аббревиатура eQTL следующим образом: expression Quantitative Trait Loci или локусы количественных признаков экспрессии. Эти области могут содержать эффекторы, которые влияют на фенотип посредством своей экспрессии.
Если изучать смесь из множества клеток, то разделить эти эффекторы, узнать какой за что отвечает, очень трудоемкая работа, а результат может недостаточно точно отражать действительность. Поэтому наши сотрудники пошли другим путем. 

Мы будем изучать каждую клетку подробно, не упуская генетических нюансов, с помощью технологии Одноклеточного Секвенирования. 
Данная технология позволит выявить уровень экспрессии тех генов, количество прочтений которых статистически коррелируют с клеточной смертью или резистентностью к ней.



СМЕРТЕЛЬНЫЙ НОМЕР

Поговорим о смерти… «Тысяча способов умереть — регуляция клеточной смерти» — с таким названием прошел 3 декабря 2018 семинар от Александра Николаевича Полторака в ИБ КарНЦ РАН.

Собравшиеся получили возможность узнать о типах клеточной смерти, таких как апоптоз, некроптоз, пироптоз, об их отличии друг от друга, механизме запуска, а также задать интересующие их вопросы.

На семинаре было подробно рассказано о последнем открытии лаборатории Александра Николаевича, а именно о процессе, морфологически похожем на пироптоз, но активируемым не классическими каспазами 1 и 11, а каспазой 8. Такой тип клеточной смерти был описан для макрофагов, инфицированных Yersinia pseudotuberculosis, которая похожа на Yersinia pestis (чумную палочку).

Данные исследования, опубликованные в в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что человеческие макрофаги не способны инициировать пироптоз в ответ на бактериальную инфекцию и блокировку киназы ТАК1 одним их эффекторов Yersinii YopJ. Поскольку зараженные Yersinia человеческие клетки не погибали, они служили резервуаром инфекции, что, в конечном счете, повышало вероятность смертельного исхода у инфицированных людей. Переносчиком же чумной палочки, вероятно, служили не насекомые, а зараженные клетки грызунов.
В ходе обсуждения экспериментальных данных и будущих планов, ученый задумался над вопросом: если рассматривать смерть как дискретное событие (то есть клетка мертва или жива), то как объяснить тот факт, что из всего множества клеток с одинаковым геномом, у которых одинаково инициируется клеточная смерть, часть действительно гибнет, а часть выживает? Ответ на этот вопрос сможет дать сравнение полногеномной экспрессии в индивидуальных клетках.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НОМЕНКЛАТУРЕ КЛЕТОЧНОЙ СМЕРТИ

the Nomenclature Committee on Cell Death (NCCD) призван обеспечить единое понимание терминов клеточной смерти согласно их морфологическим, биохимическим и функциональным особенностям. 

В прилагаемой статье, опубликованной в журнале Cell Death & Differentiation, приведены правила номенклатуры, даны действующие определения клеточной смерти и ее вариаций, рассмотрены механизмы запуска и передачи сигналов во время того или иного типа клеточной смерти.

https://www.nature.com/articles/s41418-017-0012-4