Výzkum struktury RNA in vivo v posledních letech zaznamenal velký rozmach. 📈 Nyní jsme schopni nejen měřit množství RNA transkriptů v různých organismech vystavených stresu, ale také určovat strukturu, dynamiku a interakce těchto RNA molekul přímo v živých buňkách. 🧫
Hromadné experimenty naznačují, že různé kopie stejného transkriptu mohou zaujímat odlišné struktury či konformace. 🧩 To umožnilo vytvořit síť poznatků o buněčné biologii RNA. 🕸️ Propojení této sítě na úrovni jednotlivých buněk, které spolupracují na odpovědích a udržování homeostázy, je dalším krokem vpřed. 🚀
Buňky se mezi sebou mohou výrazně lišit svou biologií a morfologií 🔍 Je tedy možné, že i struktura RNA se bude v různých buňkách odlišovat. ❓ Novou výzvou je zjistit, jak se liší struktura RNA in vivo na úrovni jednotlivých buněk. 🧐 Touto otázkou se zabývali Wang a kolegové, kteří vyvinuli metodu sc-SPORT (single-cell structural probing of RNA transcripts) pro současné určení genové exprese a struktury RNA v jednotlivých buňkách. 🧪
sc-SPORT využívá mutační profilování kombinující chemické sondy a specifické podmínky reverzní transkripce k odvození struktury RNA in vivo. 🧪🧬 Pro optimalizaci signálu z jednotlivých buněk autoři použili afinitní purifikaci fragmentů modifikované RNA pomocí technologie icSHAPE (in vivo click selective 2′-hydroxyl acylation and profiling experiment) a click chemie. 🎯
Díky analýze na úrovni jednotlivých buněk sc-SPORT rozlišuje transkripty na ty, které se skládají podobně v různých buňkách ("homogenní transkripty") a ty, které zaujímají v buňkách odlišné struktury ("heterogenní transkripty"). 🧬🔍 Aplikace na lidské embryonální kmenové buňky a neurony v různých fázích diferenciace poskytla hlubší vhled do procesu neurogeneze. 🧠
Předchozí studie struktury RNA v různých organismech se zaměřovaly na vliv struktury RNA na genovou expresi a další biologické funkce na základě hromadných dat. 📊 Průlomový přístup sc-SPORT umožnil rozlišit globální odpovědi RNA transkriptů napříč buňkami na odpovědi jednotlivých buněk. 🔍🧫 To ved k pozorování, že tentýž transkript může v různých buňkách zaujímat odlišné struktury. 🧩
Transkripty s nižší variabilitou v SHAPE reaktivitě mezi buňkami jsou strukturně homogenní, zatímco ty s vyšší variabilitou jsou heterogenní. 📈📉 Strukturní heterogenita RNA byla vyšší v neuronech než v kmenových buňkách a zvyšovala se v průběhu diferenciace. 🧠🔬
Závěrem lze říci, že sc-SPORT je robustní metoda pro určování struktury RNA v jednotlivých buňkách, která odhaluje různé konformace RNA v odlišných buněčných typech a vývojových stádiích. 💪🧬 Navíc ukázala korelaci mezi buněčnou diverzitou a diverzitou RNA struktur, což poskytuje nový pohled na význam struktury RNA pro funkci buněk. 🤝🧫 Schopnost identifikovat buněčnou identitu na základě rozmanitosti RNA struktur je velmi zajímavá. 🕵️♀️ Bude podnětné zjistit, zda se trend zvyšující se strukturní homogenity RNA v pozdějších fázích vývoje uplatňuje i u jiných organismů. 🌍🔬 sc-SPORT má potenciál prokázat variabilitu RNA struktur na úrovni jednotlivých buněk napříč celým stromem života. 🌳🧬
Více na https://www.readcube.com/nde/
