Сердце человека — сложный и жизненно важный орган, от которого зависит наше здоровье. Чтобы лучше понимать, как оно работает, почему болеет и как его лечить, ученые исследуют не только гены, но и их регуляцию — то, как клетки «включают» и „выключают“ определенные участки ДНК. Проблема в том, что данных много, но они разрознены: одни получены на взрослых сердцах, другие — на детских, где-то качество выше, где-то ниже, а сравнить их сложно из-за технических различий.

Группа ученых под руководством Руи Цзян из Университета Цинхуа создала базу данных CASHeart — первую системную коллекцию информации о доступности хроматина в клетках сердца. Они объединили данные из девяти образцов сердечной ткани (взрослой и детской) и 47 пространственных мультиомных проб, обработали их единым методом и выложили в открытый доступ вместе с инструментами для анализа.

Хроматин — это комплекс ДНК и белков (вроде гистонов), который упаковывает геном в ядре клетки. Когда хроматин «открыт» (доступен), гены в этом участке могут работать; когда „закрыт“ — молчат. Изучая эту доступность, ученые понимают, почему клетка сердца становится больной или как она развивается.

Результаты опубликованы в издании Quantitative Biology.

Что это дает

• Точность — алгоритмы лучше разделяют типы клеток, например, отличают кардиомиоциты от фибробластов.
• Удобство — можно искать гены, связанные с болезнями, и смотреть, в каких клетках они активны.
• Сравнение — CASHeart помогает улучшить анализ других данных, например, транскриптомов.

Ученые обнаружили, что некоторые участки ДНК, ассоциированные с болезнями, особенно активны в определенных клетках. Это может стать ключом к новым методам лечения.

Польза исследования

Для науки:

• Ускоряет исследования — не нужно тратить время на сбор и «приведение к общему знаменателю» разрозненных данных.
• Позволяет находить новые мишени для терапии, например, регуляторные участки, которые «ломаются» при аритмии или гипертрофии.

Для медицины:

• В перспективе — персонализированные подходы. Если знать, как хроматин ведет себя в клетках больного сердца, можно точнее подобрать лечение.
• Поможет в изучении редких патологий, где мало образцов: база служит эталоном для сравнения.

Главный недостаток — ограниченное число образцов. Например, нет данных по некоторым критическим состояниям (острая сердечная недостаточность) или возрастным группам (подростки, пожилые). Кроме того, база не включает транскриптомные данные — их приходится сопоставлять из внешних источников, что может спровоцировать ошибки.

Ранее ученые выяснили, почему сердце стареет раньше времени.