שיטה חדשה למעקב אחר השינויים בביטוי הגנים בתאי עצב בוגרים במהלך התפתחותם עשוי לקדם מחקר של מחלות רבות
ההבנה שלנו את הפיזיולוגיה האנושית הופכת יותר ויותר מורכבת, ומחייבת אותנו להיכנס לדקויות שלא הכרנו בעבר. טכניקה חדשה שפותחה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) מאפשרת לחקור באופן נקודתי ומדויק איך הגנים מתבטאים בתאים במהלך ההתפתחות שלהם.
אוכלוסיות תאים יכולות להיות מגוונות מאוד. לא משנה עד כמה התאים דומים זה לזה, הם מגיבים לסביבה ומתנהגים באופן שונה זה מזה אפילו בתוך אותה רקמה, בהתאם לגֵנים שמתבטאים בהם ומייצרים לאחר מכן חלבונים. לכן טכנולוגיות שמאפשרות לבדוק ביטוי גנים בתאים בודדים יכולות לספק מידע רב על התנהגותם של אותם תאים בתוך רקמה, ואין הכרח לבדוק את הביטוי שלהם באוכלוסיית תאים שלמה כמו שדרשה הגישה המסורתית.
טכנולוגיות כאלה, שנקראות "ריצוף RNA בתא יחיד" (single cell RNA-Seq) התפתחו לאחרונה. הן מאפשרות לקבוע את מספר העותקים של כל גן בתא מסוים, וכך לזהות תאים נדירים, להבחין ביחסי הגומלין בין טיפוסי תאים שונים ולהבין טוב יותר איך הם משפיעים על התאים אצל אנשים בריאים וחולים גם יחד.
במעבדות של אביב רגב ופנג ז'אנג (Zhang) הצליחו לאחרונה לפתח טכנולוגיה כזאת, בשם sNuc-Seq. השיטה החדשה מאפשרת לרצף RNA גם בתאי עצב בודדים וכך להבין איך ביטוי הגנים משתנה בשלבים שונים של התפתחות התאים. באמצעותה אפשר ללמוד באיזה שלב התפתחות נמצא כל תא ומהם התהליכים המתרחשים בו. המאמר התפרסם בכתב העת Science.
הייחוד בשיטה, שפיתחו שני פוסט-דוקטורנטים במעבדות הללו, נעמי חביב ויינשינג לי (Li), הוא שלראשונה היא מצליחה להתגבר על האתגר של בידוד תאי עצב. התאים האלה מקושרים זה לזה באופן מורכב, ובתהליך ההפרדה שלהם הם אינם נשארים שלמים וגם ה-RNA שלהם נפגע. הבעיה הזו נפתרת על ידי בידוד גרעין התא , שיש לו צורה ייחודית, וריצוף ה-RNA שנמצא בו.
מעבר לחשיבות של השיטה בחקר של תאי מוח, היא מאפשרת לחקור כל רקמה מסובכת שבה קשה לבודד תאים יחידים מסיבות טכניות. השיטה עובדת היטב הן ברקמה קפואה והן ברקמה מקובעת (למשל, בפורמלין) ולכן אפשר לחקור באמצעותה גם רקמות אנושיות כמו ביופסיות, שנאספו במקומות מרוחקים או נשארו קפואות ימים רבים ואפילו שנים.
ביחס למחלות מוח, השיטה מאפשרת לענות על שאלות כמו אילו תאים מבטאים גנים שקשורים למחלות? היכן ממוקמים התאים האלה במוח? אילו גנים אחרים מתבטאים באותם תאים ומי מהם יכולים לשמש כמטרות לתרופות פוטנציאליות? כך השיטה יכולה לפתוח צוהר לפתולוגיה של המחלה ולטיפולים פוטנציאליים.
בדרך זאת הצליחו למשל החוקרים לאפיין את מגוון התאים בהיפוקמפוס, שהוא אחד האזורים שנפגע במחלת אלצהיימר. כמו כן גילו כך שבניגוד למה שסברו עד כה יש גם בחוט השדרה התחדשות מתמשכת של תאי עצב. עשויות להיות כך השלכות מרחיקות לכת בטיפול בניוון של תאי עצב או בפגיעות בחוט השדרה.