مغز انسان از حدود ۱۷۰ میلیارد سلول تشکیل شده است، هرکدام برای انجام وظایف خاص تکامل یافته‌اند؛ با این حال یک سوال اصلی مطرح می‌شود: چه چیزی باعث تفاوت این سلول‌ها از یکدیگر می‌شود؟ محققان نشان داده‌اند که ممکن است بتوان شاخص اصلی را با استفاده از نمونه‌های کوچک از بافت مغزی، استخراج مجموعه RNAهای این بافت‌ها و دنبال کردن الگوهای امضاء در بیان ژن، مطالعه کرد. در این مطالعه داده‌های میلیاردها سلول تفکیک‌شده از ۷۲۰۰ نمونه بافت نوروتیپیکال به دست‌آمده از ۸۴۰ اهداکننده انسان طی دهه گذشته تجزیه و تحلیل شده است.
اکثر متخصصان زیست‌شناسی در تلاش برای پاسخ دادن به این پرسش اساسی به دنبال جداکردن سلول‌ها به صورت یک به یک و گرفتن اثر انگشت مولکولی هستند. با توالی RNA در هر سلول، دانشمندان می‌توانند تعیین کنند که کدام ژن‌ها در شکل‌گیری یک بافت نقش داشته اند. اما بکارگرفتن تکنیک‌های استفاده شده برای جابجایی سلول‌ها از تکه‌های بافت برای نورون‌های ظریف و دوکی مغز انسان دشوار است؛ به ویژه که محدودیت‌های آماری نیز وجود دارد.
نمونه‌های متراکمی از بافت، به‌طور طبیعی شامل انواع مختلفی از سلول‌ها هستند. محققان فرض کردند که اگر هر نوع سلول دارای الگوی مشخصی از بیان ژن باشد، این امضاءها را می‌توان در بسیاری دیگر از نمونه‌های بافت پیدا کرد. به عبارت دیگر، با انتخاب نوع خاصی از سلول‌ها در یک بافت مشخص باید بتوان بیان ژن را به روش قابل پیش‌بینی هدایت کرد.
دانشمندان با استفاده از مجموعه داده‌های منتشرشده و نشانگرهای اصلی سلولی، اثر انگشت‌های متعلق به انواع اصلی سلول‌ها، یعنی نورون‌ها، الیگودندروسیت‌ها، آستروسیت‌ها و میکروگلیاها را در میان هزاران ترانسکریپتوم مشاهده کردند.
این روش جدید کمک می‌کند تا دانشمندان پیش‌بینی کنند که کدام سلول‌ها و ساختار مغزی، هدف یک بیماری خاص است. محققان در حال حاضر از این تکنیک برای مدل‌سازی بیان ژن در مواردی استفاده می‌کنند که به عنوان عوامل خطر بیماری آلزایمر شناخته شده‌اند.
آن‌ها دریافتند که برخلاف دو ژن APP و PSEN1 که مرتبط با ابتلاء به آلزایمر هستند و بیشتر توسط نورون‌ها و الیگودندروسیت‌ها بیان می‌شوند؛ دو ژن APOE و TREM2 که با آلزایمر دیررس مرتبط هستند، عمدتاٌ توسط آستروسیت‌ها و میکروگلیاها بیان می‌گردند. این یافته‌ها بیان می‌دارند که تغییرات کلیدی در رونویسی و بیان ژن انواع سلول‌ها، ممکن است منجر به تظاهرات مختلف بیماری شود.
علاوه بر تجزیه و تحلیل بیان ژن، این رویکرد می‌تواند برای مشخص کردن اینکه کدام پروتئین، چربی یا نشانگرهای اپی‌ژنتیک تعیین‌کننده‌ی بهترین نوع سلول‌ها است، کمک‌کننده باشد.
تکنیک جدید می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بدون نیاز به برداشتن بافت‌ها، از چرایی عملکرد متفاوت انواع مختلف سلول‌ها آگاهی یابند.
☑ لینک خبر
