Biowetenschappers van de École polytechnique fédérale de Lausanne hebben een computeralgoritme ontwikkeld dat gensequenties kan omzetten in een ruimtelijk patroon zonder dat daarvoor een microscoop nodig is. Het algoritme wordt Tomographer genoemd, een term (tomografie) die slaat op het weergeven van een doorsnede van een driedimensionaal object.
Tomographer
Bij de nieuwe techniek wordt het weefsel eerst langs de gewenste as in opeenvolgende doorsneden gesneden, die vervolgens elk onder een andere hoek in plakjes weefsel worden verdeeld. Cellen uit de plakjes worden vervolgens opgesplitst om hun totale messenger-RNA (mRNA) te verzamelen. Elk mRNA komt overeen met een gen dat in de cel actief was. De metingen van de plakjes worden gebruikt als input voor het algoritme, de Tomographer, om ruimtelijke genexpressiepatronen in het weefsel te reconstrueren.
Genexpressie
Met genexpressie wordt bedoeld dat een gen tot uiting komt als hij uit het DNA wordt omgezet naar RNA en daarna wordt vertaald naar een aminozuursequentie waaruit een eiwit ontstaat.
De gangbare manier om genen in weefsels in kaart te brengen is de techniek van in situ hybridisatie. Hierbij wordt een doelgen gemerkt (‘gehybridiseerd’) met een fluorescerende merker in het weefsel waarin het zich bevindt. De coupes (plakjes van weefsel op een microscoopglaasje) worden dan gevisualiseerd onder een gespecialiseerde microscoop om te zien waar het gen zogezegd oplicht.
Ruimtelijke kaart
Opeenvolgende foto’s van elke sectie worden samengevoegd om een ‘ruimtelijke’ kaart te genereren van de locatie van het gen binnen het weefsel. Het probleem met methoden die gebruik maken van in situ hybridisatie is dat er gespecialiseerde apparatuur voor nodig is. Met Tomographer moet dat tot het verleden behoren.
Met Tomographer is geen gespecialiseerde apparatuur meer nodig voor het in kaart brengen van gensequentie
Informatie over genen neemt de laatste decennia sterk toe. Hoe meer informatie over gen-sequentie wordt verkregen, hoe groter de databases van celtypen worden, zowel in omvang als in complexiteit. De behoefte is om te begrijpen waar verschillende celtypes zich in het lichaam bevinden, en om hun genexpressiepatronen in kaart te brengen op specifieke plaatsen in weefsels en organen. Een gen kan bijvoorbeeld actief tot expressie komen in één cel, terwijl het in een andere cel onderdrukt wordt.
Het werk is gepubliceerd in Nature Biotechnology, een wetenschappelijk tijdschrift uit de familie van Nature.
Lees ook over een doorbraak in optische beeldvorming van weefsel.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
