Достижения в одноклеточном секвенировании РНК и пространственной транскриптомике: преобразование биомедицинских исследований

В последние годы значительный прогресс в биохимии, материаловедении, инженерных науках и компьютеризированных методах анализа способствовал разработке высокопроизводительных инструментов для профилирования генетической информации. Технологии одноклеточного секвенирования РНК (scRNA-seq) стали ключевыми инструментами анализа генетических последовательностей на уровне отдельных клеток. Они выявляют клеточное разнообразие и позволяют с исключительно высоким разрешением изучать состояния клеток и их трансформации. В отличие от полногеномного секвенирования, предоставляющего усреднённые по клеточной популяции данные, scRNA-seq позволяет обнаруживать подтипы клеток и вариации экспрессии генов, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Однако существенным ограничением scRNA-seq является невозможность сохранить пространственную информацию о транскриптоме РНК, поскольку этот процесс требует диссоциации ткани и изоляции клеток. Пространственная транскриптомика представляет собой важное достижение медицинской биотехнологии, позволяющее выявлять такие молекулы, как РНК, в их исходном пространственном контексте внутри срезов ткани на уровне отдельных клеток. Эта возможность даёт существенное преимущество по сравнению с традиционными методами одноклеточного секвенирования. Пространственная транскриптомика предоставляет ценную информацию для широкого спектра биомедицинских направлений, включая неврологию, эмбриологию, онкологию, иммунологию и гистологию. В этом обзоре рассматриваются подходы к одноклеточному секвенированию, последние технологические разработки, связанные с ними проблемы, различные методы анализа данных об экспрессии, а также применение этих технологий в онкологии, микробиологии, нейронауках, репродуктивной биологии и иммунологии. Особое внимание уделено ключевой роли инструментов одноклеточного секвенирования в характеристике динамической природы отдельных клеток.