Cellen zijn iets gemakkelijker te begrijpen, dankzij verbeterde technologie ontwikkeld door een team van onderzoekers in China. Met behulp van een methode genaamd Raman-activated cell ejection and sequencing (RACE-Seq), de wetenschappers waren in staat om het succes van het identificeren en rangschikken van individuele cellen uit onze omgevingen te verbeteren om de functies van de cellen te begrijpen.

Ze publiceerden hun resultaten onlangs in Analytische scheikunde .

"RACE-Seq is een nuttige technologie om te identificeren, isoleer en rangschik afzonderlijke cellen met een bepaalde functie uit de omgeving, " zei SU Xiaolu, paper auteur en een onderzoeker bij het Single-Cell Center in Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academy of Sciences (CAS). "Echter, het slagingspercentage en de kwaliteit van RACE-Seq was vrij laag voor milieumonsters."

Eencellige Raman-sorteer- en sequencing-tools zoals RACE-Seq helpen onderzoekers de mechanistische verbanden tussen de functie en genetische componenten van individuele cellen in de natuur te begrijpen. Voor genetisch gevarieerde omgevingen, zoals grond die in het milieu wordt aangetroffen, Met RACE-Seq kunnen de cellen worden gesorteerd op basis van hun functionele rollen zonder ze te beschadigen, en hun genoom laten sequensen om die mechanische verbanden tussen genetica en functie vast te stellen.

Tijdens RACE-Seq, cellen worden op een microchip-oppervlak geladen en onmiddellijk aan de lucht gedroogd voordat ze met een laser worden bestraald. Cellen die worden geïdentificeerd met de functie waarvoor ze worden gesorteerd, worden geïdentificeerd en uitgeworpen in een opvangput op een andere chip. De cellen worden vervolgens uit elkaar gehaald en hun genetisch materiaal wordt verwerkt om de onderliggende mechanische link met de specifieke functie van belang te bepalen.

Eerder, deze methode zou ongeveer 20% dekking van het genoom voor individuele E. coli-cellen kunnen produceren. Nutsvoorzieningen, de onderzoekers hebben de methode verbeterd, zodat de dekking rond de 50% ligt.

SU en zijn team ontdekten dat het aanpassen van de energie-invoer van de laser hielp de cellen te beschermen om een ​​betere output te leveren. Ze ontdekten ook dat het veranderen van de duur, temperatuur of andere aspecten van de andere stappen hielpen niet om de output te verbeteren.

Om dit probleem aan te pakken, de onderzoekers voegden olie toe voordat ze het DNA van gesorteerde cellen amplificeerden. Deze eenvoudige maar elegante operatie vermindert dergelijke schadelijke effecten van Raman-bestraling en verhoogt de volledigheid van de genomen aanzienlijk. Bovendien, voor bodemmicrobiota, die misschien wel de meest complexe microbiële gemeenschappen in de natuur zijn, dit nieuwe protocol verbetert het experimentele slagingspercentage van RACE-Seq drastisch.

"Onze bevindingen bieden een praktische oplossing voor het verbeteren van de RACE-Seq-prestaties, en zou deze techniek dus toegankelijker moeten maken voor de vele laboratoria die geïnteresseerd zijn in single-cell sequencing over de hele wereld, " zei XU Jian, directeur van het Eencellig Centrum.

De onderzoekers merkten ook op dat RACE-Seq nog steeds geen genoom van goede kwaliteit kan produceren met een resolutie van precies één cel uit omgevingsmonsters. Ze introduceren nieuwe technologieën die het uiteindelijke doel kunnen bereiken van het functioneel sorteren en rangschikken van elke microbiële cel uit natuurlijke omgevingen.