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Perfilado espacial de la expresión génica de desordenes neurológicos

insights from industryCedric Uytingco, Ph.D.Scientist10x Genomics

En esta entrevista, Cedric Uytingco discute las ventajas dominantes de poder visualizar configuraciones de la expresión génica en muestras neurológicas.

¿Por qué es importante que los neurólogos combinen la histopatología y la expresión génica?

Tradicionalmente, los neurólogos utilizaron la histología para deducir el tipo de la célula basado en morfología y la situación sabidas de células. Sin embargo, usando esta clasificación solamente puede obscurecer la información que es necesaria entender el revelado normal y la patología de la enfermedad.

La adquisición de una comprensión de las configuraciones de la expresión génica y de acciones recíprocas de la célula-a-célula dentro del tejido ofrece el contexto adicional, magnificando los discernimientos que se pueden ganar y descubrimiento biológico acelerante.

perfilado espacial de la genómica 10xHaber: genómica 10x

¿Para cuál otros campos de investigación es esto determinado útil?

La expresión génica que conecta a la histología es útil para una amplia variedad de usos de la investigación donde los investigadores quieren zambullirse más profundo en la configuración del tejido, la función biológica, y la patología de la enfermedad. Además de la neurología, los investigadores que estudian el cáncer, la inmuno-oncología, la inmunología, y la biología de desarrollo encontrarán la tecnología útil.

¿Qué los retos principales a que los científicos hacen frente al intentar visualizar la expresión génica espacial están utilizando métodos tradicionales?

Las técnicas tradicionales que examinan la expresión génica y morfología, tal como immunohistochemistry o hibridación in situ, confían en la proteína de sondeo y/o los ácidos nucléicos de un número relativamente pequeño de objetivos sabidos. Esto requiere el conocimiento anterior de los marcadores de la célula y limitando estudia los objetivos sabidos, investigadores puede ser información faltante sobre los subtipos de la célula que podrían ser biológico importantes.

El examen de una amplia gama de biomarkers requiere un gran número de secciones, sondadas con los objetivos individualmente o con la producción inferior-plex, y finalmente, todas las secciones necesitan ser reflejadas y analizaban manualmente. En caso de que la cantidad de tejido disponible sea limitada, analizar objetivos extensos puede ni siquiera ser posible.

¿Qué la expresión génica espacial está perfilando y cómo él vence algunas de estas entregas?

El perfilado espacial de la expresión génica ofrece una vista de las configuraciones de la expresión génica combinando la histología y la expresión total del mRNA en secciones intactas del tejido. Caracterizar las poblaciones de la célula sin el conocimiento anterior de los subtipos de la célula o de los marcadores de la célula habilita discernimientos profundos en heterogeneidad de la expresión génica, así como el descubrimiento de biomarkers nuevos.

Esta tecnología habilita una gran cantidad de información cuantitativa de una sección individual, incluyendo configuraciones de la expresión génica, la información del coexpression, y discernimientos moleculares en caminos de la transmisión de señales.

¿Cómo la tecnología fue desarrollada?

La capacidad de combinar datos imparciales de la expresión génica con la información histológica de la misma sección del tejido primero fue descrita por Ståhl y otros en la ciencia que entonces fundó Transcriptomics espacial como efecto de la ciencia para el laboratorio de la vida, que detectamos en noviembre de 2018.

Una vez la parte de la genómica 10x, el esfuerzo de revelado fue intensificada para producir una solución más robusta, más fácil de usar con una mejor resolución espacial, una sensibilidad más alta, y herramientas de análisis automatizado. Menos que del año una genómica 10x más adelante está trayendo a Visium la solución espacial de la expresión génica al mercado.

¿Cómo la solución espacial de la expresión génica de Visium trabaja?

el tejido Fresco-congelado se secciona y se coloca sobre una diapositiva con los millares de sitios con código de barras, conteniendo millones de oligonucleótidos de la captura con los códigos de barras espaciales únicos a ese sitio. Las secciones del tejido son reflejadas y después tramitadas para liberar el mRNA, que ata a los oligonucleótidos de la captura.

Una reacción reversa de la transcripción ocurre en la diapositiva, generando el cDNA que se utiliza para hacer una biblioteca estándar de la corto-lectura. La biblioteca con código de barras del cDNA se puede correlacionar de nuevo a un sitio específico, creando una capa de los datos de la expresión génica que se pueden combinar con una imagen del microscopio de la sección del tejido.

Ejemplo de VisiumHaber: genómica 10x

¿Cómo los datos espaciales de la expresión génica están avance nuestra comprensión de los desordenes neurológicos y del CNS sano?

El sistema nervioso es inmenso complejo, convirtiéndose de una población relativamente homogénea de células del progenitor a una red diversa de las células que los mandos viajan en automóvili y función sensorial, así como de la cognición. Desenredar las complejidades de este sistema requiere no apenas la comprensión de qué está suceso pero también donde, como las regiones distintas funciones del mando de sistema nervioso de las diversas.

Que explora la expresión génica configuraciones de una manera imparcial con el perfilado espacial de la expresión génica profundiza nuestra comprensión de los factores que contribuyen al revelado normal y funcionan, así como de los mecanismos que son la base de desordenes de los nervios.

La tecnología era usada recientemente realizar la expresión génica spatiotemporal en el ALS. ¿Por qué era esta investigación importante?

El papel de Silas Maniatis y colegas examinó la expresión génica en el tejido post mortem de los pacientes del ALS y un modelo murine de la enfermedad. Su estudio confirmó cambios en la expresión génica de varios genes sabidos para estar implicado en el ALS pero los cambios adicionales también determinados en los genes implicados en la activación microglial y autophagy.

Además, éstos podían utilizar morfología para correlacionar cambios de la expresión génica a lo largo del eje rostrocaudal de la médula espinal y entre la materia blanca y gris. Esta investigación ofrece discernimientos en los mecanismos celulares y moleculares subyacentes del ALS.

¿Para la investigación en esta área y otras enfermedades neurodegenerative, cómo puede esta tecnología desempeñar un papel?

Una ventaja importante de esta tecnología es la riqueza de la información que se puede ganar de una única sección del tejido, que es determinado ventajosa para los estudios donde está limitada la cantidad de tejido.

Los investigadores podrán ahora examinar configuraciones de la expresión génica en tejido y utilizar la información ganada para determinar y para caracterizar nuevos biomarkers y los caminos de la transmisión de señales que desempeñan un papel en enfermedad, llevando final a una mejor comprensión de las causas y de la progresión de la enfermedad. Pueden leverage la información ganada de estos estudios para comenzar a hacer las preguntas que no eran previamente posibles.

Cerebro - neurologíaHaber: CoffeeMill | Shutterstock

¿Además del ALS, cómo esta tecnología se está utilizando para perfeccionar nuestro conocimiento de la enfermedad de Alzheimer?

El ARN unicelular que ordena (scRNA-seq) es de uso frecuente estudiar la diversa célula pulsa hacia adentro el CNS de mamíferos, pero esta técnica es limitada por la disociación de neuronas y de células glial del tejido nativo. Esto limita nuestra capacidad de observar la distribución espacial de la expresión génica.

Esto es de importancia determinada en la investigación de Alzheimer, donde todavía estamos intentando determinar el papeles contributaria de diversas estructuras en el CNS. En la sociedad para el Congreso Anual de la neurología, presentaré un asentador en nuestros estudios de la expresión génica espacial que perfilan, que tocarán en el perfilado de un modelo del ratón de la enfermedad de Alzheimer familiar, APPSWE [Tg2576].

¿Para los antes de quienes no han utilizado esta tecnología, cómo difícil es a incorporar en su investigación? ¿Requiere el equipo o el entrenamiento del especialista?

La solución espacial de la expresión génica de Visium es fácilmente adoptable dentro de la infraestructura existente del laboratorio. Utiliza métodos estándar y las herramientas del laboratorio para el análisis del tejido, incluyendo el seccionamiento del tejido, Hematoxylin, y la eosina (H&E) que mancha, y proyección de imagen. La solución kitted, que incluye la diapositiva y los reactivos necesarios crear una biblioteca serie-lista.

¿Dónde pueden nuestros programas de lectura encontrar más información?

Sobre Cedric Uytingco, doctorado

Headshot de CedricEn mi carrera, me he centrado en la investigación de la neurología y leveraging la información que se puede ganar de secciones del tejido para dirigir biología fundamental y su impacto en enfermedad.

Terminé mis estudios graduados en la Universidad de Maryland, Facultad de Medicina, en donde mis estudios se centraron en la correspondencia funcional del circuito del sistema olfativo.

Allí de mí terminé un postdoc en la universidad de la Florida me centré en biología de sistemas y el examen de la patofisiología de ciliopathies, con el objetivo último de desarrollar el tratamiento terapéutico del gen.

Vine a la genómica 10x en enero de 2019 y ensamblé a las personas que fueron centradas en desarrollar la solución espacial de la expresión génica de Visium.

Sobre la genómica 10x

la genómica 10x es productos de las ciencias de la vida de la tecnología de un edificio de la compañía para interrogar, para entender y para dominar a biología para avance salud humana. Las soluciones integradas de la compañía incluyen los instrumentos, los materiales de consumo, y el software para analizar sistemas biológicos en una resolución y una escala que iguale la complejidad de la biología.

los productos de la genómica 10x han sido adoptados por los investigadores en todo el mundo incluyendo 93 de las instituciones de investigación globales superiores y 13 de las 15 compañías farmacéuticas globales superiores, y citados hacia adentro sobre 500 trabajos de investigación en los descubrimientos que colocaban de la oncología a la inmunología y a las enfermedades autoinmunes.

logotipo de la genómica 10x

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