Новая методика, разработанная учеными из Нью-Йоркского центра генома (NYGC), представляет собой важный шаг вперед в секвенировании одноклеточной РНК, развивающейся области геномики, которая обеспечивает детальное понимание отдельных клеток и позволяет различать между различными типами клеток и для изучения механизмов заболевания на уровне отдельных клеток.
CITE-seq, или клеточное индексирование транскриптомов и эпитопов путем секвенирования, объединяет измерение поверхностных белковых маркеров на тысячах отдельных клеток с одновременным секвенированием матричной РНК (мРНК или транскриптомов) тех же отдельных клеток.
Проверочное исследование CITE-seq, проведенное исследователями NYGC, опубликованное сегодня в журнале Nature Methods, отслеживало 10 поверхностных белков вместе с транскриптомами 8 000 отдельных клеток, что является крупнейшей демонстрацией многомерного одномерного анализ клеток на сегодняшний день.
«Ни один другой метод не позволяет одновременно измерять транскриптомы и белки в одном и том же масштабе», - сказал Марлон Стокиус, доктор философии, научный сотрудник Лаборатории технологических инноваций NYGC, руководивший разработкой CITE-seq. «CITE-seq дополняет уже существующие методы анализа транскриптома без какого-либо вредного воздействия на качество полученных данных».
Предыдущие подходы основывались на сборе информации о белках отдельных клеток с помощью цитометрии перед помещением этих клеток на планшеты для секвенирования одноклеточной РНК. Текущие подходы имеют низкую производительность (количество клеток, которые можно проанализировать) и ограничены относительно небольшим количеством белковых маркеров.
Компонент обнаружения белка в CITE-seq основан на ДНК-штрих-кодированных антителах, которые производят последовательное считывание, которое захватывается вместе с транскриптомом клетки. Интеграция данных о белках и РНК, полученных с помощью CITE-seq, потребовала специального анализа данных, который был разработан в тесном сотрудничестве с лабораторией Рахула Сатии, доктора философии, основного преподавателя в NYGC. В качестве примера возможностей CITE-seq исследователи использовали мультимодальные данные для идентификации подклассов естественных клеток-киллеров (NK), которые трудно различить только на основе транскриптомов.
Способность CITE-seq более точно анализировать клеточные популяции имеет много потенциальных применений в клинических исследованиях. «Одним из возможных будущих направлений является использование CITE-seq на образцах опухолей для изучения как отдельных опухолевых клеток, так и различных пулов иммунных клеток, инфильтрирующих опухоль. Этот подход может быть очень полезен для глубокой характеристики гетерогенности опухоли и для разработки новые иммунотерапевтические подходы», д.- сказал Стокиус.
Лаборатория технологических инноваций - это специализированный инкубатор в рамках NYGC, состоящий из междисциплинарной группы, в которой штатные ученые и преподаватели, а также многие научные сотрудники могут исследовать и тестировать передовые геномные инструменты и идеи. Среди соавторов NYGC по исследованию CITE-seq Кристоф Хафемейстер, доктор философии, научный сотрудник Satija Lab; Уильям Стефенсон, доктор философии, старший инженер-исследователь, технологические инновации; Брайан Хоук-Лумис, доктор философии, менеджер по технологическим инновациям; Гарольд Свердлоу, доктор философии, вице-президент по секвенированию; Рахул Сатиджа, доктор философии, член основного факультета и доцент Центра геномики и системной биологии Нью-Йоркского университета; и Питер Смиберт, доктор философии, менеджер по технологическим инновациям.