Первый клеточный атлас сетчатки примата поможет в борьбе со слепотой

Биологи впервые создали карту работы генов в сетчатке примата. Это важно для борьбы с заболеваниями глаз, поскольку только у приматов на сетчатке есть центральная ямка, благодаря которой мы различаем цвета и тонкие детали предметов.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Cell группой во главе с Джошуа Санесом (Joshua Sanes) из Гарвардского университета.

Классический объект биомедицинских исследований – лабораторная мышь. Однако, как уже было сказано выше, у мышей нет центральной ямки, этой важнейшей детали человеческого глаза, с повреждением которой могут быть связаны многочисленные заболевания, ведущие к слепоте.

Анатомия центральной ямки хорошо изучена. Однако впервые учёные определили, в каких её клетках какие гены работают (экспрессируются).

Напомним, что ген – это инструкция по синтезу РНК, а РНК – инструкция по синтезу белка. Все клетки организма содержат одну и ту же ДНК, однако они различаются тем, по каким генам в той или иной клетке действительно синтезируется РНК (и через неё белки), а какие "молчат". Белки же и определяют практически всю деятельность клетки.

Чтобы составить карту работающих генов, авторы исследовали 165 тысяч клеток глаза макаки и секвенировали РНК каждой из них. Половина клеток была взята из центральной ямки, а остальные – с периферии сетчатки. Анализу подверглись как нейроны, так и "кирпичики" других тканей.

Биологи идентифицировали более 60 типов клеток, различающихся анатомическими деталями. Более 80% этих типов обнаружились как в центральной ямке, так и на периферии. Однако между этими двумя регионами нашлись важные отличия. Разница состояла, во-первых, в том, как часто встречались клетки того или иного типа, а во-вторых, в той самой экспрессии генов.

Вооружившись этими результатами, биологи проверили, где работают около 200 генов, активность которых у человека связана с развитием слепоты. Оказалось, что некоторые из них избирательно экспрессируются именно в центральной ямке. В особенности это касается генов, отвечающих за восприимчивость к макулярной дегенерации и макулярному отёку, а это одни из самых распространённых причин слепоты.

    "Например, мы обнаружили, что один ген восприимчивости к макулярной дегенерации в палочках и колбочках центральной ямки экспрессируется на значительно более высоком уровне, нежели в периферических палочках и колбочках, – рассказывает Санес. – Аналогично, для диабетического макулярного отёка мы обнаружили два гена восприимчивости, экспрессируемые в кровеносных сосудах центральной ямки более интенсивно, чем на периферии".

Сравнив свои данные с атласом экспрессии генов в сетчатке мыши, известном из работ предшественников, биологи обнаружили, что у грызунов эти гены либо вообще не работают, либо включаются в других местах сетчатки, нежели у приматов. Именно поэтому добытые данные могут оказаться бесценным подспорьем для борьбы с человеческими заболеваниями.