深層組織トランスクリプトミクスと高空間解像度のサブセルラー画像

科学分野:

• 分子生物学
• 顕微鏡技術
• ゲノミクス

背景:

• 伝統的な光顕微鏡は,利用可能な色チャネルの数によって制限され,複数の標的の同時空間分析を制限します.
• 複雑な生物系におけるRNAとタンパク質の空間的組織を分析するには,高度なイメージング方法が必要です.

研究 の 目的:

• RNA とタンパク質の高度複合画像化のための新しい方法として,サイクルの複合連鎖反応 (cycleHCR) を導入し,検証する.
• サイクルのHCRの3D空間分析の能力を全胚とサブセルラー構造で実証する.

主な方法:

• 多循環DNAバーコーディングとハイブリッド化連鎖反応 (HCR) を統合することでサイクルHCRを開発した.
• サイクルHCRを全胚トランスクリプトミクス画像に適用し,それを拡張顕微鏡と組み合わせてサブセルラー解像度を得ました.
• マウスの海馬スライスにおけるマルチプレックスRNAとタンパク質のイメージングに利用されたサイクルHCR.

主要な成果:

• 精密な3D遺伝子発現と細胞運命を全胚でマッピングした (~310ミクロン深さ).
• サイクルHCRと膨張顕微鏡を用いてマウスの胚性線維芽細胞に複雑な細胞下構造 (10種類) を明らかにした.
• マウスの海馬部断片で複雑な遺伝子発現のグラデーションと細胞タイプ特有の核変異を発見した.

結論:

• サイクルHCRは深層組織における空間的調節を解明するための多岐にわたる定量的な枠組みを提供します.
• この方法は,マルチプレックス成像のための伝統的な光顕微鏡の限界を克服します.
• 生物学的研究と診断の応用には大きな可能性があります.