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Os pesquisadores desenvolvem a ferramenta nova para analisar simultaneamente milhões de únicas pilhas

Pesquisa nova conduzida por Holger Heyn no Centro Nacional de Análisis Genómico do centro para o regulamento Genomic (CNAG-CRG), presentes uma estrutura computacional sofisticada para analisar os níveis da expressão genética da único-pilha, evolutivos para processar milhões de pilhas individuais. O trabalho, publicado na introdução actual da pesquisa do genoma do jornal científico, mostra pela primeira vez uma ferramenta capaz de analisar tal grande conjunto de dados de RNAseq da único-pilha. Isto estende dramàtica os limites de pesquisa do genoma da único-pilha.

Todas as pilhas em um corpo humano compartilham do mesmo genoma mas cada pilha tem o potencial tornar-se específica em um tecido ou em um órgão devido à expressão genética. Os cientistas no mundo inteiro estão olhando o que diferencia de uma célula de outra. Um dos desafios actuais da pesquisa do genoma é analisar muitas pilhas individuais a fim encontrar e identificar aquelas diferenças. A análise da pilha individual que usa arranjar em seqüência do RNA da único-pilha foi crucial enfrentar este desafio e revolucionou nossa compreensão da complexidade dos tecidos, dos órgãos e dos organismos. Olhando a expressão genética de uma célula em um momento, os cientistas podem agora descrever a heterogeneidade de uma amostra em definição inaudita e sem conhecimento prévio de sua composição.

Em conformidade, projectos em grande escala da único-pilha conduzidos à identificação de tipos previamente desconhecidos da pilha e ao desenho de mapas celulares detalhados dos organismos. No âmbito do projecto do atlas da pilha humana, os pesquisadores visam criar um atlas de todos os tipos da pilha que compo um corpo humano. Contudo, tais estudos criam quantidades maciças de arranjar em seqüência dados e analisando grandes conjunto de dados seja um desafio principal.

Um grupo de cientistas do CNAG-CRG, em colaboração com pesquisadores do theUniversity Pompeu Fabra (UPF) e do consórcio biomedicável espanhol da pesquisa nas doenças raras (CIBERER), tem desenvolvido agora uma estrutura computacional eficiente que permitisse o processamento, a análise e a interpretação de tais experiências da único-pilha da grande-escala. O grupo ilustrou a potência de sua estratégia analisando um dos estudos os maiores da único-pilha com 1,3 milhão pilhas individuais do cérebro tornando-se do rato.

“BigSCale é extremamente poderoso em identificar o tipo genes específicos da pilha, que ajuda extremamente na interpretação a jusante das experiências” diz Holger Heyn, líder da equipa de CNAG-CRG e o autor superior do estudo. A novidade da ferramenta analítica nomeada “BigSCale” encontra-se em um modelo numérico que determine sensìvel diferenças entre únicas pilhas. Fazendo um mapa de como as pilhas individuais diferem de se, podem ser agrupadas junto em populações das pilhas para descrever a complexidade celular de um tecido dado. Enquanto virtualmente todos os tecidos são compor de tipos e de subtipos diferentes da pilha, tal análise pode guiar uma caracterização detalhada imparcial sem hipóteses iniciais. Genes diferencial expressados do marcador entre a ajuda da subpopulação o pesquisador para ligar pilhas ao conhecimento prévio sobre a anatomia do tecido ou para descrever as funções de tipos recentemente descobertos da pilha.

Além, a ferramenta foi projectada abordar os desafios futuros de grandes conjunto de dados. “Os custos para derivar perfis da único-pilha estão diminuindo e nós estamos vendo que os estudos de números crescentes da pilha” adicionam o Dr. Heyn. A este respeito, um módulo nos trabalhos de BigSCale permite a análise de milhões de pilhas com uma estratégia dirigida da convolução. Aqui, os transcriptomes da único-pilha das pilhas similares são fundidos em pilhas do deslocamento predeterminado, que reduz extremamente a quantidade de dados a ser processados.

Com a nova ferramenta à disposição o grupo analisou um do conjunto de dados o maior de 1,3 milhão pilhas, um recurso da expressão genética da único-pilha disponível publicamente da genómica 10x. “BigSCale permitiu que nós olhassem profundamente nos processos desenvolventes do cérebro do rato e para caracterizar mesmo tipos neuronal raros da pilha” comentou Giovanni Iacono, primeiro autor do trabalho. Especificamente, o número alto de pilhas permitiu o grupo de zumbir em uma população transiente pequena da pilha chamada pilhas de Cajal-Retzius e descrever subestruturas principais relacionou-se às fases distintas da diferenciação, à organização espacial e à função celular. “A estrutura de BigSCale fornece uma solução poderosa para virtualmente qualquer espécie e é mesmo aplicável fora do RNA que arranja em seqüência o contexto” explica o Dr. Heyn e adiciona-nos “espera-o contribuir à interpretação de estudos em grande escala, tais como o projecto do atlas da pilha humana”.

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