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Scienceの2018年のブレークスルー・オブ・ザイヤー:細胞ごとに発生を追跡する

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

Scienceは、組み合わせると個別の細胞のレベルで早期胚発生時にどの遺伝子がオンされオフされるのかを評価できる連続した3つの方法を高く評価し、2018年のブレークスルー・オブ・ザイヤーに、経時的な遺伝子活性の単一細胞解析を選んだ。「これらの技術は、単一の細胞がどのようにして成熟した動物の複雑な組織や器官になるのかを示す、これまでで最も素晴らしい動画のいくつかを作り出している」とScienceニュース編集者であるTim Appenzellerは述べている。このプロセスは、生物からの全細胞の単離、シングルセルRNA-seqとして知られる方法によるそのゲノム内容のシーケンス、そして発生時に細胞がどのようにしてさまざまなタイプに分かれるのかを追跡するための初期の細胞とその子孫のタグ付けから成る。科学者は、シングルセルRNA-seqは今後10年間の基礎生物学と医学研究の様相を転換させるだろうと考えている。「数千個もの個々の細胞を単離しそれぞれの遺伝物質をシーケンスできる能力は、その時に各細胞でどのRNAが作られているかのスナップショットを提供できる。RNA配列はそれを作りだす遺伝子に特異的なため、研究者にはすぐにどの遺伝子が活性化されているかがわかる。このような活性遺伝子がその細胞が何をしているのかを決めている。」と、ScienceスタッフライターのElizabeth Pennisiは述べている。「2018年だけで、扁形動物、魚、カエル、その他の生物がどのように器官と付属器官を作り始めるのかが研究によって詳しく検討された。世界中のグループがこの技術を、ヒトの細胞が生涯に渡ってどのように成熟するのか、組織がどのように再生するのか、癌などの疾患で細胞がどのように変化するのかを検討するために利用している」とPennisiは述べた。シングルセルRNA seqを補う強力な方法として、研究者は、初期胚細胞に分子「トラッカー」を導入し(蛍光タグやCRISPRとして知られる遺伝子編集技術を介して)、マーキングして発生後期で最終的にどのようにして異なる細胞系列になるのかを追跡している。「これらの技術を単一細胞RNAシーケンシングと組み合わせることで、科学者は個々の細胞の挙動をモニタリングでき、生物の変化しつつある構造にどのように適応するのかを理解できる。同様な技術を、発生中の器官、四肢、その他の組織で何が起きているのか、そしてどのようにしてこれらのプロセスの調子が狂い形成異常や疾患に至るのかを追跡するために適用している科学者もいる。」とPennisiは述べた。

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