Представляем Unknome, черный ящик биологии

«Оме» — это не мантра в науке, но это все более распространенный суффикс в биохимии, генетике и молекулярной биологии. Мы все знаем о геноме. Затем был эпигеном, а затем протеом. Теперь есть интерактом, метаболом, транскриптом и другие. Кажется, в литературе время от времени появляются новые «омы». Как и в геноме, представляющем набор генов особи или вида, суффикс -оме обозначает «тело» или набор частей, которые можно описать вместе: протеом состоит из всех белков в клетке. Транскриптом – это набор транскриптов ДНК. Интерактом — это совокупность всех взаимодействующих частей в процессе, а метаболом — это полный набор метаболитов в клетке, ткани или организме в определенном состоянии. Новый — «unknome» — набор всех компонентов, о которых мы ничего не знаем. Подробнее об этом позже. Суффикс -ome также долгое время использовался для обозначения отдельных единиц, таких как рибосома, цитохром, криптохром и хромосома. Поэтам должно быть легко писать стихи о биохимии.

Изучение всех омов можно назвать омикой, включая геномику, протеомику и транскриптомику. Омика — это не просто таксономическое упражнение; это попытка справиться с ошеломляющими сложностями, с которыми сталкиваются клеточные биологи. И как только они думают, что собрали всех участников в одном оме, начинаются осложнения.

Например, журнал Science недавно объявил: «Ваши клетки не имеют того генома, с которым вы родились». Вопреки тому, во что большинство людей поверило 23andMe, ни у кого из нас нет «генома», за исключением момента зачатия. С этого момента геном меняется клетка за клеткой, ткань за тканью на протяжении всей жизни. В сумме они могут достигать десятков тысяч изменений на соматическую клетку. Модификации генома в результате мутаций или процессов развития превращают нас во вселенные геномов!

Как результат,Каждый человек на самом деле представляет собой мозаику геномов, различающихся по всему телу и часто внутри одного и того же органа или ткани.Эти изменения ДНК приводятразнообразие соматических, или нерепродуктивных, клеток организма, которое может быть столь же важным для здоровья, как и более распространенные изменения, унаследованные от родителей.Теперь Национальные институты здравоохранения (NIH) запустили пятилетний проект стоимостью 140 миллионов долларов по картированиюэту вселенную геномного разнообразия — и выяснить, почему это важно.[Выделено нами.]

Дэн Ландау называет это «огромной революцией в генетике человека». Ему не терпится увидеть результаты. «Мы только в начале этого невероятного приключения».

Другая обзорная статья в журнале Science анонсирует «Рассвет пространственной омики». В рецензии редактора говорится:

Вся биология происходит в космосе.В живых организмах клетки должны взаимодействовать и собираться в трехмерные ткани.Положение каждой клетки так же важно, как и ее внутренняя природа. при определении того, как ткань функционирует или нарушается при заболевании. В последнее время было изобретено множество технологий, позволяющихпрофилировать ячейки, не удаляя их из естественного контекста , измеряя экспрессию генов и регуляторный ландшафт генома клетки, а также ее пространственное расположение внутри ткани. В обзоре Брессан и др. описать особенностиэти методы под общим названием пространственная омикаи обсудите, чего им не хватает, чтобы полностью раскрыть свой потенциал.

Авторы, Брессан, Баттистони и Хэннон, начинают с помпы: «Подобно тому, как секвенирование отдельных клеток произвело революцию во многих областях биологии, пространственная «омика», в которой молекулярные параметры измеряются in situ на образцах интактных тканей, призвана дать возможность новому поколению научных открытий».

Пространственное молекулярное профилирование на уровне ткани (а иногда и на уровне клетки) с помощью «мультиомных» технологий позволит исследователям изучать геном, транскриптом и протеом одновременно in situ внутри органа, ткани или клетки. Это добавляет еще один уровень информации, который был скрыт от более ранних исследований.