Открытие, которое пролило свет на возможности мышц человека

Исследователи под руководством профессора Кармен Бирчмайер, руководителя исследовательской группы по биологии развития и передаче сигналов в Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Ассоциации Гельмгольца (MDC), открыла некоторые секреты, содержащиеся в ядрах мышечных клеток. Как сообщают ученые в журнале Nature Communications, команда исследовала экспрессию генов в ядрах клеток, используя все еще довольно новый метод, называемый секвенированием одноядерной РНК, — и в процессе они обнаружили неожиданно большое разнообразие генетической активности.

Мышечные волокна похожи на целые ткани

«Из-за неоднородности ядер отдельная мышечная клетка может действовать почти, как ткань, состоящая из множества очень разных типов клеток», — объясняет доктор Минчул Ким, научный сотрудник в команде Бирчмайера и один из двух ведущих авторов исследования. «Это позволяет клетке выполнять свои многочисленные задачи, например, общаться с нейронами или производить определенные мышечные белки».

Доктор Ким провел большую часть экспериментальной работы в исследовании, и его данные также были оценены в MDC.

Биоинформатический анализ был проведен доктором Алтуной Акалин, руководителем платформы биоинформатики и омики данных Берлинского института медицинской системной биологии (BIMSB) при MDC, и доктором Ведраном Франке, докторантом в команде Акалина и соавтором исследования.

«Только благодаря постоянному диалогу между экспериментальными и теоретическими командами, стало возможным прийти к новым результатам, которые дают важную информацию для исследования мышечных заболеваний», — подчеркивает Кармен Бирчмайер. «Новые методы в молекулярной биологии, такие, как секвенирование отдельных клеток, создают большие объемы данных. Важно, чтобы вычислительные лаборатории были частью процесса на раннем этапе, поскольку анализ так же важен, как и создание данных», — добавляет Акалин.

Исследователи начали с изучения экспрессии генов нескольких тысяч ядер обычных мышечных волокон мышей, а также ядер мышечных волокон, которые регенерировали после травмы. Команда генетически пометила ядра и изолировала их от клеток. «Мы хотели выяснить, можно ли наблюдать разницу в активности генов между покоящимися и растущими мышцами», — говорит Бирчмайер.

И они действительно обнаружили такие различия. Например, исследователи заметили, что регенерирующая мышца содержит более активные гены, ответственные за запуск мышечного роста. «Что нас по-настоящему поразило, так это то, что в обоих типах мышечных волокон мы обнаружили огромное количество различных типов ядер, каждое с разными паттернами активности генов», — объясняет Бирчмайер.