Секвенирование РНК позволяет ученым изучать экспрессию генов в клетке. Поскольку информационная РНК (мРНК) генерируется из гена ДНК, эту информацию можно использовать для идентификации исходной последовательности генов и, таким образом, для измерения активности тысяч генов (то есть транскриптома) в этих клетках.
Задача секвенирования РНК состоит в том, чтобы захватить мРНК из определенной клетки из смешанной популяции – так существует большинство клеток в природе. Для этого ученые разработали «секвенирование одноклеточной РНК» (scRNA-seq), которое предоставляет беспрецедентную информацию для фундаментальных и биомедицинских исследований и даже для разработки лекарств.
Теперь группа ученых, профессор Барт Депланке из EPFL и Джулия Форхолт из ETH Zurich, решили проблему scRNA-seq: необходимость лизиса (уничтожения) клеток. Доктор. Ванзе Чен (EPFL) и доктор. Исследователи во главе с Ораном Гийомом Жантилем (ETH Zurich) представляют Live-seq. Инновационный подход поддерживает жизнеспособность клеток во время высвобождения РНК для дальнейшего изучения, а также является минимально инвазивным.
Ключом к Live-seq является метод микроскопии, называемый жидкостно-силовой микроскопией (FluidFM), который использует каналы тоньше человеческого волоса для манипулирования небольшими объемами жидкости (фемтолитрами) в образце под микроскопом, разработанный в ETH Zurich много лет назад. Таким образом, FluidFM позволяет пользователям вводить вещества в отдельные клетки или удалять цитоплазму, включая мРНК, из отдельных клеток без необходимости их разрушения.
Решающий успех, который привел к Live-seq, произошел, когда исследователям удалось сохранить и прочитать мрнк (по транскрипту) из этих небольших количеств цитоплазматического образца. В результате Live—seq теперь может связывать транскрипт клетки в данный момент времени с ее последующим молекулярным или фенотипическим поведением, то есть отслеживать активность тысяч генов в клетке в отдельные моменты времени – то, что ученые называют временным анализом транскриптов.
С помощью Live-seq теперь можно однозначно ответить на очень интересные и актуальные с биомедицинской точки зрения вопросы, например, почему некоторые клетки дифференцируются и почему сестринские клетки этого не делают, или почему некоторые клетки устойчивы к лекарствам от рака, а сестринские клетки – нет.
При тестировании Live-seq исследователи показали, что он может точно распознать различные типы и состояния клеток, не вызывая серьезных нарушений. В качестве доказательства концепции они использовали свою новую платформу для непосредственного картирования «траектории» отдельных иммунных клеток (макрофагов) до и после их активации, а также до и после жировых стромальных клеток (тип стволовых клеток) они дифференцировались в жировые клетки. Наконец, команда использовала Live-seq в качестве транскриптомного регистратора, что позволило им предсказать, насколько сильно — или слабо — иммунная клетка будет реагировать на иммунологический вызов.
Live-seq: секвенирование клетки без ее уничтожения
