Die meisten Menschen haben von dem Humangenomprojekt gehört - dem massiven wissenschaftlichen Projekt zur Sequenzierung menschlicher DNA, das 2001 in der Veröffentlichung des ersten menschlichen genetischen Codes gipfelte. Aber haben Sie vom menschlichen Zellatlas gehört?
Das Projekt umfasst über 480 Wissenschaftler, die an 185 Projekten arbeiten, um die geschätzten 37, 2 Billionen Zellen im menschlichen Körper zu katalogisieren, indem mindestens 10 Milliarden Zellen aller Gewebe, Organe und Systeme sequenziert werden. Durch die Untersuchung der Genetik jeder Zelle hoffen die Forscher besser zu verstehen, was sie zum Ticken bringt.
Diese mehrjährigen Bemühungen sind in vollem Gange. Wie Kristen V. Brown von Gizmodo berichtet, haben Forscher kürzlich die erste große Datenmenge veröffentlicht, in der 530.000 Zellen aus dem Immunsystem erfasst sind.
Die Informationen wurden von Forschern des Broad Institute des MIT zusammengestellt und stammen aus menschlichem Nabelschnurblut und adulten Knochenmarkszellen. Die Sequenzierung Tausender einzelner Zellen ist jedoch keine leichte Aufgabe. Laut einer Pressemitteilung verwendeten die Forscher neue Berechnungsmethoden, um Zelltypen in den Sequenzierungsdaten schnell zu identifizieren und den genetischen Fingerabdruck für verschiedene Zellen zu identifizieren. Sie untersuchten auch die zelluläre Entwicklung.
Mit diesen neuen Werkzeugen konnten die Wissenschaftler 224.000 Knochenmarkszellen von vier erwachsenen Patienten untersuchen - etwa 100-mal so viele wie die meisten Zellsequenzierungsexperimente. Das Team sequenzierte eine ähnliche Anzahl von Zellen aus dem Nabelschnurblut.
"Das Sammeln und Verarbeiten von einer halben Million Immunzellen war eine Herkulesleistung, die eine eng koordinierte Teamarbeit in vielen Fachgebieten beinhaltete", sagt Danielle Dionne, Mitarbeiterin des Broad Institute, in der Pressemitteilung.
Diese neueste Datenveröffentlichung kombiniert zwei frühere Sets aus dem menschlichen Zellatlas: eine 2.000-Zellen-Probe aus der menschlichen Milz und eine 6.639-Zellen-Probe aus dem Maus-Lymphknoten. Dieser neue Datensatz mit einer halben Million Zellen ist um ein Vielfaches größer und wird in Kürze von einem weiteren Datensatz mit 1, 08 Millionen Nabelschnurblut-, Knochenmark- und weißen Blutkörperchen überlagert, den das Broad Institute in Kürze veröffentlichen wird. Weitere 250.000 menschliche Entwicklungszellen wurden ebenfalls von einem Atlas-Mitarbeiter sequenziert, aber noch nicht veröffentlicht.
Insgesamt sind die Daten ein solider erster Schritt zur Analyse von 10 Milliarden Zellen. Das ursprüngliche Ziel des Konsortiums besteht darin, einen ersten Entwurf des Atlas zu erstellen, der 30 bis 100 Millionen Zellen enthält.
Wie Steve Connor vom MIT Technology Review erklärt, wird der Zellatlas drei wichtige Aufgaben erfüllen. Zunächst wird eine äußerst genaue 3D-Karte erstellt, in der die verschiedenen Zelltypen des menschlichen Körpers dargestellt werden. Es zeigt auch, welche Gene in jeder Zelle aktiv sind, und hilft den Forschern zu verstehen, wie sich Gewebe auf genetischer Ebene entwickeln und funktionieren. Und drittens wird die Forschung wahrscheinlich neue Gewebetypen aufdecken.
Bisher haben Forscher etwa 300 verschiedene Zelltypen im menschlichen Körper identifiziert, darunter Fettzellen und Neuronen. In den letzten Jahren haben neue molekulare Analysen jedoch gezeigt, dass Arten von Gewebeforschern bisher gefehlt haben, darunter zwei neue Arten von Netzhautzellen und eine neue Immunzelle, die ein immunsuppressives Steroid produziert.
Es ist wahrscheinlich, dass der Atlas noch viel mehr neue Gewebetypen entdecken wird. "Wir werden einige Dinge sehen, die wir erwarten, Dinge, von denen wir wissen, dass sie existieren, aber ich bin sicher, dass es völlig neue Dinge geben wird", sagt Mike Stubbington vom Sanger Institute in Großbritannien, einem wichtigen Mitarbeiter des Projekts. "Ich denke, es wird Überraschungen geben."
Das ultimative Ziel des Open-Source-Atlas ist es, Entdeckungen von medizinischen Forschern und Biologen auf der ganzen Welt zu beschleunigen, die die Informationen nutzen, um die Zellentwicklung zu untersuchen und eine neue Ära der Präzisionsmedizin mit zielgerichteten Medikamenten und Behandlungen einzuleiten.
