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わかりました！ キラーT細胞の集団ががん細胞を取り囲んでいます。 キラーT細胞が標的細胞に接触すると、細胞に付着して広がり、危険を中和します。 これは、細胞間相互作用の多くの例のうちの 1 つです。 クレジット: Alex Ritter、Jennifer Lippincott Schwartz、Gillian Griffiths、国立衛生研究所
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キラーT細胞の集団ががん細胞を取り囲んでいます。 キラーT細胞が標的細胞に接触すると、細胞に付着して広がり、危険を中和します。 これは、細胞間相互作用の多くの例のうちの 1 つです。 クレジット: Alex Ritter、Jennifer Lippincott Schwartz、Gillian Griffiths、国立衛生研究所
プリンストン大学とロックフェラー大学の研究者らは、細胞コミュニケーションを研究する新たな方法を発見し、生体内で細胞が働く際の細胞間の相互作用を記録し、私たちの身体がどのように機能するかを理解する新たな方法を明らかにした。
ルイス・シグラー統合ゲノミクス研究所およびオーメン・ダーリング生物工学研究所のコンピューターサイエンス助教授ユーリ・プリティキン氏は、細胞相互作用は病気と闘い、組織を形成するために不可欠であると述べた。 彼は、 紙Nature 誌に 3 月 6 日に掲載されました。 「それにもかかわらず、ほとんどの努力は、 分子生物学 細胞間の相互作用ではなく、細胞内で何が起こっているかの研究に費やされてきました」とプリティキン氏は語った。
その理由の 1 つは、どの細胞が相互作用しているかを正確に知ることが非常に難しいためです。 強力な顕微鏡は組織のスライス内の細胞の位置を表示できますが、これらの画像は細胞時間の凍結した瞬間を表しています。 プリティキン氏によると、顕微鏡画像を見ることでどの細胞が相互作用する可能性があるかを推測することは可能だが、これには多くの仮定を立てる必要があるという。
「組織のスライスを見ると、どの細胞が互いに隣り合っているかがわかります。しかし、細胞が互いに近くにあるからといって、それらが相互作用していることを意味するわけではありません」とプリティキン氏は述べた。 「ついに、私たちは生体内の細胞相互作用を測定する正確な方法を手に入れました。」
この研究は、ロックフェラー大学准教授のガブリエル・D・ビクトラ率いる分子生物学者と、プリティキン率いる計算生物学者との共同研究によるものである。 生物学者が開発したのは、 実験的な作品そしてコンピューター科学者は、実験で生成された複雑なデータセットを分析するアルゴリズムを作成しました。
重要な発見はビクトラの研究室から来ており、複雑な生物（この場合はマウス）を遺伝子操作する方法を発見し、その細胞の一部が相互作用する細胞に残るペプチドを生成するようにした。 遺伝子工学により、研究者はこのペプチドのレベルを測定することもでき、どの細胞が相互作用しているかを正確に理解できるようになります。 重要なことに、研究者は、腸内の免疫細胞と上皮細胞の間の相互作用だけでなく、異なる種類の免疫細胞間の相互作用を記録することができました。
2018年にビクトラの研究室によって開発されたこの技術の以前のバージョンでは、同様の細胞工学手法が使用されていたが、特定の種類の免疫細胞の表面で起こる2つの分子間の相互作用のみを記録した。 完全に新しいわけではありませんが、それでもこの更新された方法は画期的です。研究者らは、この技術の最初のバージョンで使用された特定の免疫細胞間の相互作用だけでなく、あらゆる種類の細胞間の相互作用を追跡できることを初めて実証しました。 。
しかし、研究者らが免疫細胞に焦点を当て続けることにしたのは、免疫細胞が優れた細胞伝達者であるためであり、その主な役割の1つは体内を移動してさまざまな種類の刺激に反応することだとプリティキン氏は述べた。 研究者らは実験で、以下の相互作用を記録することができました。 免疫細胞 感染症の進行中に彼らが任務を遂行したとき。
この最新の方法が画期的である理由はもう 1 つあります。それは、細胞間相互作用に関するデータと単一細胞配列決定を組み合わせているからです。 研究者は、細胞間と細胞内で何が起こっているのかを初めて理解できるようになりました。 この方法は、感染過程における細胞相互作用だけでなく、このプロセスを通じて特定の細胞が何をしているのかを正確に明らかにします。 「この組み合わせは非常に強力です」とプリティキン氏は語った。
この組み合わせにより、信じられないほど詳細で複雑なデータセットも生成されます。 シングルセルシークエンシングでは、特定の細胞内の各遺伝子に関するデータを収集し、細胞内の数千の遺伝子と数万の細胞を一度に測定します。 これに、携帯電話の相互作用に関するデータが加わります。
この課題を解決するために、Pritykin と定量計算生物学の博士課程学生である Sarah Walker は、特にこのタイプのデータを解釈するための一連の計算アルゴリズムを作成しました。 彼らの分析により、分子生物学者は実験方法の可能性を最大限に理解することができたとプリティキン氏は述べた。
研究者は、細胞内で何が起こっているのかに加えて、どの細胞が相互作用しているのかを追跡できるようになったので、次のステップの 1 つは、その理由を解明することです。 「なぜ彼らがコミュニケーションをとっているのか、あるいはどの遺伝子がこうした物理的相互作用の推進に関与しているのかはわかっていない。」とプリティキン氏は述べた。 この新しい方法は、「これまで誰も尋ねることができなかった方法で、私たちがこれらの質問を始めるための道を開く」と彼は言いました。
論文「免疫の普遍的な記録」 細胞相互作用 in vivo」は、3 月 6 日に Nature 誌に掲載されました。
詳しくは：
Sandra Nagari-Higa et al、生体内免疫細胞相互作用のユニバーサル記録、Nature (2024)。 DOI: 10.1038/s41586-024-07134-4
雑誌情報:
自然
1713124378
#顕微鏡は細胞時間の凍結した瞬間を明らかにします #新しい方法が細胞の働きを記録します
2024-04-14 16:50:01