Xavier Boyer et leurs ARN sont mis à la disposition du séquençage de nouvelle génération à l’aide d’une nouvelle approach basée sur la nanotechnologie de l’ADN. Tout ce processus peut ensuite être répété pour différentes populations de cellules dans le même échantillon.
Au microscope, les chercheurs observent souvent différents varieties de cellules s’organisant selon des schémas particuliers dans les tissus, ou parfois un variety de cellule exceptional qui se distingue en occupant une place one of a kind, en présentant une forme inhabituelle ou en exprimant une molécule biomarqueur spécifique. Pour déterminer la signification additionally profonde de leurs observations. qu’ils peuvent faire correspondre avec les formes, les positions spatiales et moléculaires des cellules. biomarqueurs.
Cependant. qui ont été développées pour étudier les transcriptomes de cellules individuelles isolées à partir de tissus. ou biofluides through des strategies de séquençage de nouvelle génération (NGS). Ils ne permettent pas non furthermore aux chercheurs de se concentrer uniquement sur des cellules spécifiques en fonction de leur emplacement dans un tissu, ce qui faciliterait grandement la poursuite de populations cellulaires disjointes, ou de cellules rares et difficiles à isoler comme des cellules cérébrales rares avec des fonctions uniques, ou des cellules immunitaires. cellules qui envahissent les tumeurs. De in addition, comme l’environnement tissulaire d’origine est perturbé, de nombreuses transcriptomiques spatiales et toutes les méthodes de séquençage unicellulaire empêchent les chercheurs de revoir leurs échantillons pour effectuer une analyse de suivi, et elles sont coûteuses motor vehicle elles nécessitent des devices ou des réactifs spécialisés.
À l’aide d’une nouvelle nanotechnologie d’ADN, les séquences d’ARN à code-barres sont ensuite traduites en brins d’ADN cohérents, qui peuvent ensuite être collectés à partir de l’échantillon de tissu et identifiés à l’aide de NGS. Le processus Light-weight-Seq peut être répété avec différents codes-barres pour différentes populations de cellules dans le même échantillon, qui est laissé intact pour une analyse de suivi. Avec une overall performance comparable aux méthodes de séquençage unicellulaire, il élargit considérablement la profondeur et la portée des investigations possibles sur un échantillon de tissu. La méthode est publiée dans Character Strategies.
“La combinaison exceptional de fonctionnalités de Mild-Seq répond à un besoin non satisfait :, basée sur l’imagerie, prescrite dans l’espace, de populations de cellules difficiles, voire impossibles à isoler, ou de types de cellules rares dans des tissus préservés, avec un – à une correspondance de leur état d’expression génique hautement raffiné avec des caractéristiques spatiales, morphologiques et potentiellement pertinentes pour la maladie », a déclaré Peng Yin, Ph.D. l’un des quatre auteurs correspondants et membre du corps professoral de l’Institut Wyss, où son groupe a développé Gentle-Seq. “Il a donc le potentiel d’accélérer le processus de découverte biologique dans divers domaines de recherche biomédicale.” Yin est également professeur de biologie des systèmes à la Harvard Professional medical School (HMS).
Du barcoding in situ au séquençage ex situ
Le projet Gentle-Seq a été dirigé par Jocelyn (Josie) Kishi, Ph.D. Sinem Saka, Ph.D. et Ninning Liu, Ph.D. dans le groupe de Yin au Wyss, et Emma West, Ph.D. dans le laboratoire de Constance Cepko au HMS. Auparavant, Kishi et Saka avaient développé SABRE-FISH comme méthode de transcriptomique spatiale pour l’imagerie de l’expression des gènes directement dans les tissus intacts (in situ). “Avec SABRE-FISH. avec plusieurs milliers de molécules d’ARN différentes par cellule. ” a déclaré le co-premier et co-auteur correspondant Kishi. “Light-Seq résout ce problème en combinant un étiquetage de codes-barres haute résolution avec un séquençage du transcriptome complet by using NGS, nous offrant le meilleur des deux mondes et des avantages clés supplémentaires.” Au minute de l’étude, Kishi était boursière en développement technologique Wyss dans l’équipe de Yin et poursuit maintenant une voie vers la commercialisation de Gentle-Seq avec certains de ses co-auteurs.
et une procédure basée sur la nanotechnologie de l’ADN qui les rend lisibles par NGS, ainsi que leurs séquences d’ARN attachées, ” a déclaré le co-premier auteur Liu.
, la procédure peut être répétée avec différents codes-barres et motifs lumineux pour étiqueter davantage de régions d’intérêt.
“Pour pouvoir intégrer ce flux de travail de codage à barres avec NGS, nous avons conçu une nouvelle réaction d’assemblage basée sur la nanotechnologie de l’ADN. Cette innovation nous permet de convertir nos ADNc à code-barres en séquences de lecture contiguës. a expliqué Saka, l’un des auteurs correspondants de l’étude qui est actuellement chef de groupe au Laboratoire européen de biologie moléculaire à Heidelberg, en Allemagne. « En fin de compte, chaque code à barres retrace la lecture complète du transcriptome jusqu’aux cellules présélectionnées dans l’échantillon de tissu, qui restent intactes pour les analyses ultérieures.
Observer les tissus complexes et les cellules rares
Suite à la première validation de Light-Seq dans des cellules en lifestyle. Ph.D. à HMS. Cepko est l’un des auteurs correspondants de l’étude et le professeur Bullard de génétique et de neurosciences à l’Institut Blavatnik du HMS, et étudie le développement de la rétine en tant que modèle du système nerveux. Kishi. Les chercheurs ont atteint une couverture de séquence equivalent aux méthodes de séquençage unicellulaire et ont découvert que des milliers d’ARN étaient enrichis entre les trois couches principales de la rétine. les échantillons de tissus restaient intacts et pouvaient encore être imagés pour les protéines et autres biomolécules.
“En poussant Light-Seq à l’extrême, nous avons pu isoler le transcriptome complet d’un type de cellule très rare, connu sous le nom de” cellules amacrines dopaminergiques “(DAC), qui est extrêmement difficile à isoler en raison de ses connexions complexes avec d’autres cellules dans la rétine, en récupérant simplement quatre à huit cellules à code-barres individuelles par coupe transversale », a déclaré West. Les DAC sont impliqués dans la régulation du rythme circadien de l’œil en ajustant la perception visuelle à différentes expositions à la lumière pendant le cycle jour-nuit. “Light-Seq a également détecté des ARN spécifiquement exprimés dans les DAC à de faibles niveaux, ainsi que des dizaines d’ARN biomarqueurs spécifiques aux DAC qui, à notre connaissance, n’avaient pas été décrits auparavant, ce qui ouvre de nouvelles opportunités pour étudier ce sort de cellule rare. “, a ajouté West, qui au moment de l’étude était étudiante diplômée puis boursière postdoctorale chez Cepko, et a maintenant rejoint Kishi dans son effort de commercialisation de Light-Seq.
L’ouverture du domaine de la transcriptomique spatiale jusqu’au NGS ajoute également des informations sur le niveau d’une seule espèce d’ARN. “Nos données de séquençage ont clairement montré que Mild-Seq peut déterminer les variations naturelles de la composition des ARN. À l’avenir, nous sommes très intéressés par l’utilisation de Light-weight-Seq pour mieux comprendre l’interaction entre le système immunitaire. a déclaré Kishi.
a déclaré le directeur fondateur de Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D. qui est également professeur Judah Folkman de biologie vasculaire à la Harvard Healthcare College et au Boston Children’s Medical center, et professeur Hansjörg Wyss d’ingénierie bioinspirée à la Harvard John A.
Les autres auteurs de l’étude sont les membres du laboratoire Yin Kuanwei Sheng, Jack Jordanides et Matthew Serrata. Il a été financé par le Wyss Institute dans le cadre de son programme de projet de validation et d’une bourse de développement technologique à Kishi, de subventions de l’Office of Naval Analysis (subvention n° N00014-18-1-2549) et des Countrywide Institutes of Health (subvention n° 2019-02433 ), ainsi que le soutien du Laboratoire européen de biologie moléculaire et de l’Institut médical Howard Hughes.
