Le cellule sono un po' più facili da capire, grazie alla tecnologia migliorata sviluppata da un team di ricercatori con sede in Cina. Utilizzando un metodo chiamato espulsione e sequenziamento delle cellule attivate da Raman (RACE-Seq), gli scienziati sono stati in grado di migliorare il successo dell'identificazione e del sequenziamento delle singole cellule dai nostri ambienti per comprendere le funzioni delle cellule.

Hanno pubblicato i loro risultati di recente in Chimica analitica .

"RACE-Seq è una tecnologia utile per identificare, isolare e sequenziare singole cellule con particolare funzione dall'ambiente, " ha detto SU Xiaolu, autore di articoli e ricercatore presso il Single-Cell Center di Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS). "Però, il tasso di successo e la qualità di RACE-Seq sono stati piuttosto bassi per i campioni ambientali."

Gli strumenti di smistamento e sequenziamento Raman a cellula singola come RACE-Seq aiutano i ricercatori a comprendere i collegamenti meccanicistici tra la funzione e i componenti genetici delle singole cellule in natura. Per ambienti geneticamente variati, come il suolo che si trova nell'ambiente, RACE-Seq consente di ordinare le cellule in base ai loro ruoli funzionali senza danneggiarle, e hanno il loro genoma sequenziato per stabilire quei collegamenti meccanici tra genetica e funzione.

Durante RACE-Seq, le cellule vengono caricate su una superficie di microchip e asciugate all'aria immediatamente prima di essere irradiate con un laser. Le cellule identificate con la funzione per la quale vengono smistate vengono identificate ed espulse in un pozzetto di ricezione su un altro chip. Le cellule vengono quindi scomposte e il loro materiale genetico elaborato per determinare il collegamento meccanico sottostante alla particolare funzione di interesse.

In precedenza, questo metodo potrebbe produrre circa il 20% di copertura del genoma per le singole cellule di E. coli. Ora, i ricercatori hanno migliorato il metodo in modo che la copertura raggiunga circa il 50%.

SU e il suo team hanno scoperto che la regolazione dell'input di energia del laser ha aiutato a proteggere le cellule per produrre un output migliore. Hanno anche scoperto che cambiando la durata, la temperatura o altri aspetti degli altri passaggi non hanno aiutato a migliorare l'output.

Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno aggiunto olio prima di amplificare il DNA delle cellule smistate. Questa operazione semplice ma elegante riduce tali effetti dannosi dell'irradiazione Raman e aumenta notevolmente la completezza dei genomi. Inoltre, per il microbiota del suolo, che sono forse le comunità microbiche più complesse in natura, questo nuovo protocollo migliora notevolmente il tasso di successo sperimentale di RACE-Seq.

"I nostri risultati forniscono una soluzione pratica per migliorare le prestazioni di RACE-Seq, e quindi dovrebbe rendere questa tecnica più accessibile ai molti laboratori interessati al sequenziamento di cellule singole in tutto il mondo, " ha detto XU Jian, direttore del Centro unicellulare.

I ricercatori hanno anche notato che RACE-Seq non è ancora in grado di produrre genomi di buona qualità con una risoluzione precisa di una cellula da campioni ambientali. Stanno introducendo nuove tecnologie in grado di raggiungere l'obiettivo finale di selezionare e sequenziare funzionalmente ogni cellula microbica dagli ambienti naturali.