同じ生物の細胞はほぼ同じDNAセットを持っていますが、働きは異なります。これは脳で特に顕著です。脳の異なる領域は異なる遺伝子を活性化し、異なるタスクを担当します。ここで重要な役割を果たすのが、DNAとRNAの化学修飾、つまり細胞が遺伝情報を読み取る方法に影響を与える一種のマーカーです。
問題は、組織が長い間、単一のサンプルとして分析されることが多かったことです。このアプローチは便利ですが、隣接する領域間の重要な違いを消してしまいます。
各巻物が特別な光の下でのみ見える記号でマークされた古代のアーカイブを想像してください。これらの記号はテキストの読み方を示しています。DREAMSはほぼ同様に機能します。細胞の分子的特徴を照らし出し、遺伝情報の読み取りに関連するシグナルが組織内のどこに分布しているかを示します。これは単なる新しい技術ツールではなく、エピジェネティック疾患を新しい方法で研究するのに役立つ可能性があります。
DREAMS法（DNA RNA Elements Areal Mass Spectrometry）は、ジャーナル Nature Cell Biologyに発表されました。これは分子データに空間的次元を追加します。基礎となっているのは質量分析イメージングです。帯電した微小液滴の流れが組織の薄い切片の表面から分子を抽出し、その後、装置がその組成を決定します。
研究者が関心を持っているのは、遊離の修飾ヌクレオシド、つまりDNAとRNAの分解と更新の産物です。それらの分布は、対応する修飾の状態を間接的に示す可能性があります。ただし、DREAMSは分子の特定の部分のマーカーを直接示すわけではなく、シーケンシングを置き換えるものでもありません。その強みは別のところにあります。この方法は、異常な分子プロファイルを持つ領域を迅速に見つけ出し、より詳細な分析のために選択することを可能にします。
DREAMSをマウスの脳に適用すると、顕著な不均一性が明らかになりました。脳の異なる領域には、5-メチルシトシンやより珍しい化合物を含む、異なる修飾ヌクレオシドのセットが含まれていました。その結果、組織全体の平均的な画像は、いくつかの独立した分子的景観に分解されました。
特に興味深いデータは、TETファミリーの酵素の機能が損なわれた動物から得られました。これらの酵素は、修飾されたシトシン形態の変換に関与し、DNAのエピジェネティック状態の調節を助けます。しかし、DREAMSはDNA修飾だけでなく、主にRNAに関連する化合物であるN¹-メチルアデノシン（m¹A）の変化も示しました。
m¹Aレベルの変化には、トランスクリプトームの変化が伴いました。これは、TET1依存プロセスとRNA調節の間の可能な関連を示しています。言い換えれば、エピゲノミクスとエピトランスクリプトミクスの境界は、一般的に考えられているほど明確ではないかもしれません。
しかし、広範な結論を引き出すのはまだ時期尚早です。結果は、TET1がRNA修飾を普遍的に調節することを証明していません。研究は主にマウス組織で行われ、DREAMSシグナル自体は因果関係を示していません。技術的な制限もあります。類似した特性を持つ分子を区別するのが難しい場合があり、まれな修飾は検出限界を下回る可能性があります。したがって、得られたデータはシーケンシングや他の方法で確認する必要があります。
DREAMSはおそらく、トランスクリプトミクス、細胞タイプのマッピング、および他の空間生物学技術と組み合わせることで最も有益です。このような包括的なアプローチにより、分子変化を臓器全体だけでなく、組織の特定の領域とその細胞環境に関連付けることができます。
DREAMSは、現代生物学の一般的な転換、つまり平均的な指標から詳細な空間マップへの移行を反映しています。今や重要なのは、DNA、エピゲノム、またはRNAで何が変化したかだけでなく、それが正確にどこで起こったかです。この方法は、単一の組織でさえ、平均化されたサンプルの分析では完全に消えてしまう多くの異なる分子的景観で構成されている可能性があることを明確に示しています。
