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Perspectiva de la industria

Aceleración del descubrimiento biológico con datos de genómica espacial de código abierto

Perspectiva de la industria

Aceleración del descubrimiento biológico con datos de genómica espacial de código abierto

Mapa del receptor cerebral de ratón MERFISH. Crédito: Vizgen

Vizgen , una empresa de ciencias de la vida dedicada a promover la salud humana mediante la visualización de información de genómica espacial unicelular, ha lanzado recientemente un Programa de publicación de datos en curso, que brinda a la comunidad científica acceso a datos de genómica espacial de código abierto. El primer conjunto de datos que se publicará comoparte del programa, el Mapa del receptor del ratón MERFISH , es el mayor conjunto de datos públicos de genómica espacial disponible hasta la fecha.

habló con el Dr. George Emanuel, cofundador científico, director de tecnología y asociaciones de Vizgen Redes tecnológicas para contarnos más sobre el programa, sus objetivos e impactos esperados. En esta entrevista, el Dr. Emanuel también analiza algunos de los hallazgos más interesantes del Mapa de receptores de ratón y destaca cómo los conjuntos de datos beneficiarán a los Atlas de células humanas proyecto.

Anna MacDonald AM: ¿Puede contarnos más sobre los orígenes y objetivos del Programa de divulgación de datos?

George Emanuel GE :
El perfil transcriptómico espacial con resolución de una sola molécula en tejidos completos tiene el potencial de proporcionar el siguiente paso adelante en nuestra comprensión de los sistemas biológicos complejos. Creamos nuestro Programa de publicación de datos para presentar a la comunidad el tipo de datos que mide nuestra plataforma MERSCOPE para unpor un par de razones clave. La primera, como un recurso que puede complementar la investigación que ya está en marcha para comprender mejor la composición funcional del cerebro. En segundo lugar, estos datos actúan como un ejemplo para los investigadores de cómo se pueden aplicar estos datos de transcriptómica espacial de alta resolucióna sus preguntas de investigación específicas. En tercer lugar, proporcionar un conjunto de datos completo puede permitir que la comunidad computacional comience a desarrollar herramientas para extraer características biológicas relevantes de este tipo de datos. La genómica espacial es un campo emergente, y queremos ayudar a educar a aquellos que nunca han trabajadocon este tipo de datos para comprender los tipos de conocimientos y descubrimientos que la próxima generación def lo habilitará la genómica.


AM: ¿Qué impacto espera que tenga el acceso a los datos de genómica espacial de código abierto?

GE :
Los datos de fuente abierta de alta calidad tienen el potencial de acelerar los descubrimientos biológicos. La mayoría de los datos académicos terminan en el dominio público eventualmente, pero por lo general uno o dos años después de que se adquirieron por primera vez. Dado que MERFISH ya ha sido validado a través de varias publicaciones científicas de primer nivel, nos sentimos cómodos con la calidad de los datos que se generan con MERSCOPE y queremos que los datos lleguen a la mayor cantidad de investigadores posible para que puedan comenzar a extraerlos para obtener información biológica. Esperamos que proporcione acceso a la genómica espacial de código abiertoLos datos ayudarán a la comunidad de investigadores a comprender el nivel adicional de información disponible en la genómica espacial. Nuestra visión para hacer que estos datos estén disponibles públicamente es capacitar a los investigadores para que realicen nuevos descubrimientos con importancia biológica o se inspiren para desarrollar nuevas herramientas para analizar los datos.



AM: ¿Cómo encajará el programa en el proyecto Human Cell Atlas?

GE :
El proyecto Human Cell Atlas es un iniciativa para cree mapas de referencia completos de todas las células humanas . Un mapa por su naturaleza requiere información espacial y no hay comerciales tecnologías además de MERSCOPE en el mercado que pueden proporcionar información unicelular para todas las células en tejidos grandes con una capacidad de multiplexación tan alta. Nuestro mapa de receptores cerebrales de ratón MERFISH demuestra la capacidad de MERFISH para liderar el proyecto Atlas de células humanas. Estos datos podrían, porPor ejemplo, ayudar a la comunidad de Human Cell Atlas a construir sobre sus mediciones de células individuales existentes para descubrir nuevos descubrimientos, o podría alimentar las líneas de desarrollo de bioinformática. Vemos muchas posibilidades de formas en que los datos podrían encajar en el proyecto Human Cell Atlas, y buscamosEsperamos presentarnos en la Reunión del Atlas de células humanas a fines de junio.

AM: ¿Cómo se generan los conjuntos de datos?

GE :
Los conjuntos de datos se generan utilizando un prototipo de la solución de la plataforma MERSCOPE. El conjunto de datos contiene nueve mediciones de cortes coronales completos: tres posiciones en el cerebro del ratón con tres réplicas biológicas en cada posición. Cada corte se procesó siguiendo nuestro protocolo estándar de preparación de muestras MERSCOPE.De un bloque de tejido fresco congelado, se cortó una rebanada de 10 micrones de grosor y se adhirió a un portaobjetos MERSCOPE, las sondas de codificación MERSCOPE se hibridaron para imprimir cada código de barras binario en las transcripciones objetivo, y la muestra se colocó en el MERSCOPE para leer lacódigo de barras usando rondas secuenciales de imágenes. La plataforma adquirió imágenes sin procesar en toda la muestra y procesó estas imágenes para decodificar los códigos de barras e identificar las posiciones de cada una de las transcripciones de ARN, además de segmentar los cuerpos celulares usando las tinciones DAPI y PolyT adicionales.dio como resultado la salida de MERSCOPE que se publicó para las nueve secciones: la lista de todas las transcripciones detectadas y susubicaciones en tres dimensiones CSV, las imágenes de mosaico TIFF, la salida del análisis de segmentación celular, incluidas las transcripciones por matriz de celda CSV, los metadatos de celda CSV y los límites de celda HDF5.

AM: ¿Por qué se eligió Mouse Receptor Map como el primer conjunto de datos?

GE :
El cerebro contiene una intrincada disposición de diferentes tipos de células, incluidas numerosas variaciones de neuronas inhibidoras y excitadoras, astrocitos, monocitos, células endoteliales y oligodendrocitos. Todavía no tenemos una comprensión completa de cómo estas células están ordenadas espacialmente en el cerebro.y cómo su organización espacial contribuye a la aparición general de procesos cognitivos complejos, pero MERFISH es una herramienta que permite a los investigadores interrogar estos aspectos directamente. Elegimos el Mapa de receptores cerebrales de ratón MERFISH como el primer conjunto de datos porque muestra el poder de la transcriptómica espacial paraavanzar en el descubrimiento biológico en uno de los tejidos más difíciles de comprender por completo.

AM: ¿Se revelaron detalles de particular interés?

GE :
Para este primer conjunto de datos, construimos un panel de 483 genes, que incluyen ~ 50 marcadores canónicos y ~ 450 receptores cerebrales de ratón, incluidos GPCR y RTK. Los GPCR median la señalización y pueden desempeñar funciones vitales detrás del envejecimiento cerebral y los trastornos neurodegenerativos, pero se expresan pocoy difícil de capturar con otras tecnologías. Aunque muchos de los GPCR no se habían caracterizado previamente en todo el cerebro, casi todos mostraban una organización espacial no trivial. Algo para destacar del conjunto de datos es que demostramos la capacidad de MERSCOPE para detectar algunosque expresan genes que incluyen OXTR receptor de oxitocina TSHR receptor de la hormona estimulante de la tiroides y INSR receptor de insulina. La capacidad de detectar genes de baja expresión, como estos GCPR, puede ayudar en el desarrollo de fármacos a medida que comenzamos a comprender la importancia funcional de diferentes GPCR expresados ​​en diferentes regiones del cerebro, como solo un ejemplo.

AM: ¿Puede comentar sobre futuros atlas que están en proceso?

GE :
Planeamos continuar publicando conjuntos de datos que destacan el poder de la plataforma MERSCOPE en diferentes áreas de aplicación. Es posible que nuestra próxima publicación de datos sea más relevante clínicamente, como tejido canceroso humano o tejidos más densos donde la segmentación celular no es tansencillo como en el cerebro. Tenemos una serie de resultados interesantes de proyectos internos que podrían conducir a más publicaciones de datos. Esperamos eventualmente construir una biblioteca de datos MERFISH accesibles y bien catalogados para la comunidad de investigación en general.

El Dr. George Emanuel estaba hablando con Anna MacDonald, redactora científica de Technology Networks.

Conozca al autor
Anna MacDonald
Escritor científico
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