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El nuevo método despliega la visión en la actividad de células

Los investigadores han ideado una manera de multiplicar por más que décuplo los detalles accesibles de la actividad de gen en células individuales. Es un salto grande en el esfuerzo de entender el revelado del cáncer, la función del cerebro, la inmunidad y otros procesos biológicos impulsados por las acciones recíprocas complejas de multitudes de diversos tipos de la célula.

Los órganos y los tejidos se componen de las células que pueden observar lo mismo, pero las células individuales pueden diferir real dramáticamente. El análisis unicelular permite el estudio de esta variación de la célula-a-célula dentro de un órgano, de un tejido o de un tumor cacerígeno. Pero la investigación ha sido obstaculizada por límites sobre la profundidad de la información que se puede espigar en el nivel unicelular al trabajar con un gran número de células.

“La desventaja ha sido la de baja calidad de perfiles unicelulares. Nuestro método permite que consigamos un perfil mucho más completo de cualquier célula dada,” dijo a Andrew Adey, Ph.D., autor mayor de un papel en biotecnología de la naturaleza que describía la innovación. Adey es profesor adjunto de la genética molecular y médica en la Facultad de Medicina de OHSU.

Él dijo que el nuevo método entrega sobre una mejoría décupla en la cantidad de DNA que se puede recuperar de una célula que se ordenará e interpretada. La clave genética se escribe en la DNA en una serie de unidades, llamada las bases, que son como cartas de un alfabeto. La secuencia de la DNA revela la pedido de las bases, y es el primer paso a entender el maquillaje genético de una célula y si los genes determinados son activos o silenciosos.

Los estudios unicelulares son determinado importantes en cáncer de comprensión. Las células de un tumor pueden ser llamativo diversas. Diversas células toman diversas mutaciones de la DNA mientras que el tumor crece, y algunos de las mutaciones y de los cambios en actividad de gen dan lugar a subpoblaciones de células del tumor con nuevas calidades, tales como la capacidad de extenderse a otras partes del cuerpo o de resistir las drogas anticáncer.

Adey y los colegas mostraron que su método se puede utilizar para revelar los cambios de la DNA que han emergido en un subconjunto de células en las muestras del tumor recogidas de pacientes con el cáncer pancreático. Eso es importante porque puede ayudar a investigadores a entender cómo las poblaciones de células del tumor se desarrollan y se convierten muerto.

“Por ejemplo, usted puede potencialmente determinar los subtipos raros de la célula dentro de un tumor que son resistentes a la terapia,” Adey dijo. Sus personas han comenzado ya el trabajo con el instituto del cáncer del caballero de OHSU que los investigadores que prueban el método unicelular como manera descubren si algunas de las células en el tumor de un paciente han desarrollado resistencia a una droga determinada del chemo o a una terapia apuntada. Que el conocimiento se podría utilizar para convertirse individualizó los planes del tratamiento para los pacientes.

Si usted está trabajando con algo como una biopsia del cáncer de un paciente, un pedazo muy pequeño de tejido, usted quiere realmente hacer cada recuento celular, usted tiene que conseguir realmente mucho Info de cada célula.”

Andrew Adey, profesor adjunto de la genética molecular y médica, Facultad de Medicina de OHSU

Los nuevos emplear del método una técnica llamaron la secuencia dividida combinatoria unicelular, que Adey y los colegas desarrollaron anterior. Es una manera generar las bibliotecas de la DNA - colecciones de fragmentos de la DNA que se pueden utilizar para analizar genes y mutaciones - para los millares de células al mismo tiempo. El proceso utiliza una reacción enzimática para sujetar las pinturas de fondo a los extremos de los fragmentos de la DNA. “Son un poco como las manetas que el secuenciador utiliza para comenzar a leer,” Adey dice.

Mientras que la técnica aumenta grandemente el número de células que se puedan analizar en un experimento, viene con el equilibrio del abrigo escaso de las series legibles de la DNA por la célula. Para ser legible, una pintura de fondo se debe sujetar en ambos extremos del fragmento de la DNA, que la reacción logra solamente la mitad del tiempo.

El nuevo método da lugar a todos los fragmentos de la biblioteca que tienen pinturas de fondo en ambos extremos, mientras que también perfecciona eficiencia en otras maneras. Los investigadores dijeron que la eficiencia tiene la ventaja adicional de reducir que ordena costos por cerca de una mitad.

Los adaptadores se diseñan tales que el patrón que ordena recetas se puede utilizar en vez de los flujos de trabajo y de las pinturas de fondo de encargo que se requieren para los métodos competentes. Eso hace el método compatible con muchas diversas pruebas de uso general para explorar el estado de células.

“Esta química puede apenas ranurar en muchos otros análisis,” Adey dijo. La “gente puede apenas comenzar a usarla.”

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.