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La méthode neuve augmente la vue dans l'activité des cellules

Les chercheurs ont trouvé un moyen de multiplier par plus que de dix fois les détails accessibles de l'activité de gène en différentes cellules. C'est un grand saut dans l'effort pour comprendre le développement du cancer, la fonction cérébrale, l'immunité et d'autres procédés biologiques pilotés par les interactions complexes des multitudes de différents types de cellules.

Des organes et les tissus se composent des cellules qui peuvent examiner la même chose, mais les différentes cellules peuvent réellement différer spectaculaire. L'analyse unicellulaire permet l'étude de cette variation de cellule-à-cellule dans un organe, un tissu ou une tumeur cancéreuse. Mais la recherche a été entravée par des limites sur la profondeur d'information qui peut être glanée au niveau unicellulaire en fonctionnant avec un grand nombre de cellules.

« Le du côté incliné a été le de basse qualité des profils unicellulaires. Notre méthode nous permet d'obtenir un profil beaucoup plus complet de n'importe quelle cellule donnée, » a dit Andrew Adey, Ph.D., auteur supérieur d'un papier en biotechnologie de nature décrivant l'innovation. Adey est un professeur agrégé de moléculaire et de génétique médicale à l'École de Médecine d'OHSU.

Il a dit que la méthode neuve livre au sujet d'une amélioration de dix fois de la quantité d'ADN qui peut être récupérée d'une cellule à ordonnancer et être interprétée. Code génétique est écrit dans l'ADN dans une séquence des éléments, les bases appelées, qui sont comme des lettres d'un alphabet. Le séquençage de l'ADN indique la commande des bases, et c'est la première étape à comprendre le renivellement génétique d'une cellule et si les gènes particuliers sont en activité ou silencieux.

Les études unicellulaires sont particulièrement importantes dans le cancer de compréhension. Les cellules d'une tumeur peuvent être de façon saisissante diverses. Les différentes cellules captent différentes mutations d'ADN pendant que la tumeur se développe, et certains des mutations et des changements de l'activité de gène provoquent des sous-populations des cellules tumorales avec des qualités neuves, telles que la capacité de s'écarter à d'autres parties du corps ou de résister aux médicaments anticancéreux.

Adey et collègues ont prouvé que leur méthode peut être employée pour indiquer l'altération d'ADN qui ont apparu dans un sous-ensemble de cellules dans des échantillons de tumeur prélevés des patients présentant le cancer pancréatique. C'est important parce qu'il peut aider des chercheurs à comprendre comment les populations des cellules tumorales évoluent et deviennent mortelles.

« Par exemple, vous pouvez potentiellement recenser les sous-types rares de cellules dans une tumeur qui sont résistants au traitement, » Adey avez dit. Son équipe a déjà commencé fonctionner par l'institut de cancer de chevalier d'OHSU que les chercheurs vérifiant la méthode unicellulaire comme voie découvrent si certaines des cellules dans la tumeur d'un patient ont évolué la résistance à un médicament particulier de chimio ou à un traitement visé. Cette connaissance a pu être employée pour élaborer les plans de traitement personnalisés pour des patients.

Si vous travaillez avec quelque chose comme une biopsie de cancer d'un patient, très un petit morceau de tissu, vous voulez réellement réaliser chaque comptage cellulaire, vous réellement devez obtenir beaucoup d'information de chaque cellule. »

Andrew Adey, professeur agrégé de moléculaire et génétique médicale, École de Médecine d'OHSU

Les constructions neuves de méthode sur un ordonnancement répertorié combinatoire unicellulaire appelé de technique, qu'Adey et collègues ont développé plus tôt. C'est une voie de produire des bibliothèques d'ADN - collections de fragments d'ADN qui peuvent être employés pour analyser des gènes et des mutations - pour des milliers de cellules en même temps. Le procédé emploie une réaction enzymatique de fixer des amorces aux extrémités des fragments d'ADN. « Ils sont un peu comme des traitements que le compteur séquentiel emploie pour démarrer indiquer, » Adey dit.

Tandis que la technique augmente grand le nombre de cellules qui peuvent s'analyser dans une expérience, elle vient avec le compromis de la couverture clairsemée des séquences d'ADN accessibles en lecture selon la cellule. Pour être accessible en lecture, une amorce doit être fixée aux deux extrémités du fragment d'ADN, que la réaction accomplit seulement la moitié du temps.

La méthode neuve a comme conséquence tous les éclats de bibliothèque ayant des amorces sur les deux extrémités, tout en également améliorant le rendement d'autres voies. Les chercheurs ont dit que le rendement a l'avantage ajouté de la réduction ordonnançant des coûts par environ un tiers.

Les adaptateurs sont conçus tels que la norme ordonnançant des recettes peut être employée au lieu des flux de travail et des amorces faits sur commande qui sont exigés pour des méthodes de concurrence. Cela rend la méthode compatible avec beaucoup de différents tests utilisés généralement pour explorer la condition des cellules.

« Cette chimie peut juste rainer dans beaucoup d'autres analyses, » Adey a dit. Les « gens peuvent juste commencer à l'employer. »

Source:
Journal reference:

Mulqueen, R.M., et al. (2021) High-content single-cell combinatorial indexing. Nature Biotechnology. doi.org/10.1038/s41587-021-00962-z.