Описание метода впервые было опубликовано в 2016 году командой исследователей из Стокгольма. С его помощью ученые могут оценивать транскрипцию тысяч разных генов с разрешением 200 мкм и получать 2D-карты генной экспрессии.

Кратко опишем суть метода. Готовят матрицу-подложку с прикрепленными олиго(дТ)-праймерами, разделенную на участки диаметром 100 мкм. Праймеры включают в себя уникальные для каждого участка баркоды. На этой матрице ткань фиксируют, окрашивают, далее разрушают клетки — транскрипты выходят из клеток и гибридизуются с праймерами подложки. В итоге молекулы мРНК располагаются на матрице так же, как и в ткани. После проводят обратную транскрипцию, ткань ферментативно удаляют. Из тех транскриптов, что прикрепились, готовят библиотеку, которая отправляется на секвенирование. При этом пространственная информация сохраняется благодаря баркодам.

Главный результат анализа данных пространственного секвенирования — данные об экспрессии мРНК для каждого 100-микрометрового участка матрицы. Почему же это важно?

Обычное (bulk) секвенирование РНК даёт информацию о среднем состоянии большого количества клеток в кусочке ткани. Данные секвенирования единичных клеток, наоборот, показывают состояние каждой клетки по-отдельности. В свою очередь пространственное секвенирование транскриптома претендует на объединение обеих функций: можно оценить состояние небольших групп клеток в разрезе ткани. С появлением пространственной транскриптомики стало гораздо легче изучать сети межклеточных взаимодействий и зависимость состояния одной клетки от микро- и макроокружения в гетерогенных тканях.

 

Совместив несколько 2D-карт можно получить 3D-представление ткани, что даёт возможность моделировать ткани и органы. Это расширяет возможности наблюдения за динамическими процессами, например, эмбриональным развитием или ростом злокачественных опухолей.

В России этот метод еще не распространился. Мы знаем только одну лабораторию в Томске, где есть необходимые приборы. Однако по статистике PubMed, количество статей с упоминанием «spatial transcriptomics» увеличивается в 1.5 — 2 раза ежегодно начиная с 2017 года, а общее количество таких статей приближается к 400.

Текст подготовила: Юлия Антоненкова