Bir organizmanın hücreleri neredeyse aynı DNA setini taşır, ancak farklı şekilde çalışır. Bu özellikle beyinde belirgindir: farklı bölgeleri farklı genleri etkinleştirir ve farklı görevlerden sorumludur. Burada anahtar rollerden birini DNA ve RNA'nın kimyasal modifikasyonları oynar - hücrenin genetik bilgiyi nasıl okuduğunu etkileyen bir tür işaretler.
Sorun şu ki, doku uzun süre genellikle tek bir örnek olarak analiz edildi. Bu yaklaşım uygundur, ancak komşu bölgeler arasındaki önemli farklılıkları siler.
Her parşömenin yalnızca özel bir ışık altında görülebilen sembollerle işaretlendiği eski bir arşiv hayal edin. Bu işaretler metnin nasıl okunacağını gösterir. DREAMS yaklaşık olarak böyle çalışır: hücrelerin moleküler özelliklerini aydınlatır ve genetik bilginin okunmasıyla ilgili sinyallerin dokuda tam olarak nerede dağıldığını gösterir. Bu sadece yeni bir teknik araç değil - epigenetik hastalıkları yeni bir şekilde incelemeye yardımcı olabilir.
DREAMS yöntemi - DNA RNA Elements Areal Mass Spectrometry - dergide sunuldu Nature Cell Biology. Moleküler verilere uzamsal bir boyut ekler. Temelinde kütle spektrometrik görüntüleme vardır: yüklü mikro damlacıkların akışı, ince bir doku kesitinin yüzeyinden molekülleri çıkarır ve ardından cihaz bileşimlerini belirler.
Araştırmacılar serbest modifiye nükleozidlerle - DNA ve RNA'nın parçalanma ve yenilenme ürünleri - ilgileniyorlar. Dağılımları dolaylı olarak ilgili modifikasyonların durumunu gösterebilir. Bununla birlikte, DREAMS işareti doğrudan molekülün belirli bir bölümünde göstermez ve dizilemenin yerini almaz. Güçlü yönü başka yerdedir: yöntem, olağandışı moleküler profile sahip bölgeleri hızla bulmayı ve daha ayrıntılı analiz için seçmeyi sağlar.
DREAMS fare beynine uygulandığında belirgin bir heterojenlik ortaya çıkardı. Beynin farklı bölgeleri, 5-metilsitozin ve daha nadir bileşikler dahil olmak üzere farklı modifiye nükleozid setleri içeriyordu. Sonuç olarak, tüm dokunun ortalaması alınmış resmi birkaç bağımsız moleküler manzaraya bölündü.
Özellikle ilginç veriler, TET ailesi enzimlerinin çalışması bozulmuş hayvanlardan elde edildi. Bu enzimler, modifiye sitozin formlarının dönüşümünde rol oynar ve DNA'nın epigenetik durumunu düzenlemeye yardımcı olur. Bununla birlikte, DREAMS yalnızca DNA modifikasyonlarında değil, aynı zamanda esas olarak RNA ile ilişkili bir bileşik olan N¹-metiladenozinde (m¹A) da değişiklikler gösterdi.
m¹A seviyelerindeki değişikliklere transkriptomdaki değişiklikler eşlik etti. Bu, TET1'e bağlı süreçler ile RNA düzenlemesi arasında olası bir bağlantıya işaret ediyor. Başka bir deyişle, epigenomik ve epitranskriptomik arasındaki sınır, genel olarak kabul edildiği kadar net olmayabilir.
Ancak çok geniş sonuçlar çıkarmak için henüz erken. Sonuçlar, TET1'in RNA modifikasyonlarını evrensel olarak düzenlediğini kanıtlamıyor. Çalışma esas olarak fare dokuları üzerinde yapıldı ve DREAMS sinyalleri tek başına nedensel ilişkiler göstermiyor. Teknik sınırlamalar da var: benzer özelliklere sahip molekülleri ayırt etmek zor olabilir ve nadir modifikasyonlar tespit eşiğinin altında kalabilir. Bu nedenle, elde edilen veriler dizileme ve diğer yöntemlerle doğrulanmalıdır.
DREAMS'ın en büyük faydası muhtemelen transkriptomik, hücre tipi haritalama ve diğer uzamsal biyoloji teknolojileriyle birlikte kullanıldığında olacaktır. Bu tür kapsamlı bir yaklaşım, moleküler değişiklikleri yalnızca bir bütün olarak organla değil, dokunun belirli bir bölümü ve hücresel çevresiyle ilişkilendirmeyi mümkün kılacaktır.
DREAMS, modern biyolojinin ortalamadan alınmış göstergelerden ayrıntılı uzamsal haritalara doğru genel dönüşünü yansıtıyor. Artık yalnızca DNA'da, epigenomda veya RNA'da neyin değiştiğini değil, aynı zamanda bunun tam olarak nerede gerçekleştiğini bilmek önemlidir. Yöntem açıkça gösteriyor ki: tek bir doku bile, ortalaması alınmış bir örnek analiz edildiğinde tamamen kaybolan birçok farklı moleküler manzaradan oluşabilir.
