У живой клетки взяли половину цитоплазмы и секвенировали ее транскриптом
Швейцарские ученые предложили и отработали метод, позволяющий расшифровать транскриптом отдельных клеток, не убивая их. Для этого они проводили биопсию цитоплазмы и секвенировали полученный генетический материал. Ученые использовали эту методику для того, чтобы разделить разные типы морфологически схожих клеток и описать изменение экспрессии множества генов в ответ на кратковременную или продолжительную стимуляцию. Статья опубликована в Nature.
Исследование экспрессии генов критически важно для понимания принципов их функционирования. Один из способов, позволяющих оценить экспрессию многих генов единовременно — методика секвенирования РНК одной клетки (scРНК-секвенирвание). Технология была отработана уже ко второй половине двухтысячных годов, а в 2013 году Nature Methodsпризнал секвенирование одной клетки методом года. Порог чувствительности современных технологий позволяет секвенировать транскриптом отдельной клетки, оперируя лишь пикограммовыми количествами нуклеиновой кислоты, а доступные сегодня методы высокопроизводительного секвенирования (NGS) позволяют делать это с высокой точностью и за относительно небольшое время.
Проблема в том, что секвенированию должно предшествовать выделение нуклеиновой кислоты из биоматериала. Поскольку стандартная технология выделения нуклеиновых кислот подразумевает разрушение (лизис) клеток, то при таком подходе невозможно оценивать экспрессию генов в одной клетке на протяжении времени.
Биотехнологи из Швейцарского федерального института технологии в Лозанне под руководством Барта Депланке (Bart Deplancke) применили оригинальный подход к выделению РНК из клеток и секвенированию РНК одной клетки. Вместо лизиса они предложили выполнять биопсию цитоплазмы интересующих клеток. Саму технологию выделения РНК из цитоплазмы коллектив описал еще в 2016 году, но только сейчас ее отработали для применения в реальном эксперименте для описания транскриптома живых клеток. Доработанный метод получил название Live-seq.
Методика состоит из нескольких этапов. Сначала с помощью разработанного в этой лаборатории зонда с внутренним диаметром канала 800 нанометров забирали часть цитоплазмы (0,7–3,5 пиколитра, то есть, в зависимости от клеточной культуры, 40–70 процентов общего объема цитоплазмы клетки) под контролем световой микроскопии. По заявлению авторского коллектива статьи, на подготовку и выполнение биопсии у опытного оператора уходит около 15 минут. Выживаемость клеток после процедуры составила 85–88 процентов, и клетки восстанавливали свой объем за 100-320 минут. 294 биопсии из проведенной 641 оказались успешными. По расчетам исследователей, выход