El enfoque integrado agiliza la secuenciación del genoma para avanzar en la tecnología unicelular
Una sola célula puede revelar mucho sobre el mundo biológico gracias a la secuenciación genómica. Los científicos pueden comparar una sola célula aislada con otras muestras, analizando las diferencias y similitudes para comprender mejor cómo se originaron y evolucionaron los organismos, o incluso para descubrir especies completamente nuevas.
El Addressable Dynamic Droplet Array (aDDA) en el que se pueden realizar todos los pasos de preparación de la muestra
CHEN Rongze and YU Ningfu
Sin embargo, a pesar del rápido desarrollo de las tecnologías de secuenciación unicelular, la preparación de las muestras sigue estando muy retrasada y se ha convertido en un importante cuello de botella que impide una aplicación más amplia de las tecnologías unicelulares.
Para resolver este problema, investigadores del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China han combinado los métodos de preparación de muestras unicelulares y de secuenciación en un enfoque único y racionalizado llamado Addressable Dynamic Droplet Array (aDDA).
"Los métodos de secuenciación unicelular existentes suelen ser incapaces de seguir a una célula concreta desde la preparación de la muestra hasta la secuenciación, lo que enturbia los resultados de cómo un genoma se ajusta realmente a la función específica de la célula correspondiente. La solución radica en la combinación de piezas de dos plataformas basadas en gotas", afirma el primer autor, LI Chunyu, investigador del Centro de Células Únicas del QIBEBT.
"Una plataforma microfluídica de gotas ideal para la preparación de muestras requiere no sólo características estáticas, como la identificación y recuperación precisas de gotas individuales de una sola célula, sino también la capacidad de realizar reacciones bioquímicas controladas con precisión a escala de picolitros, una trillonésima parte de un litro, más pequeña de lo que puede ver el ojo humano", dijo LI. "En el aDDA, todos los pasos de la preparación de la muestra, incluido el aislamiento unicelular, la lisis celular, la amplificación y la recuperación del producto, se realizan en secuencia dentro de una gota muy pequeña. De este modo, cada célula puede seguirse con precisión a lo largo de todo el proceso de preparación y secuenciación de la muestra unicelular."
Las matrices de gotas estáticas permiten a los investigadores identificar y recuperar con precisión las gotas que contienen una célula única objetivo, mientras que las plataformas de gotas de flujo continuo procesan cada paso de forma sucesiva y rápida. El equipo combinó estos dos enfoques en aDDA, que procesa rápidamente las células deseadas identificadas por los investigadores.
Para validar su enfoque, los investigadores procesaron el genoma de células individuales de levadura. Comprobaron que aDDA reducía algunos de los problemas de los enfoques separados y permitía secuenciar el 91% del genoma de la célula individual. Los enfoques tradicionales sólo recuperan en promedio alrededor del 26% del genoma a secuenciar de una sola célula.
"En la actualidad, esta plataforma está limitada por el rendimiento, ya que el paso de recuperación sigue siendo manual", dijo MA Bo, subdirector del Centro de Células Individuales y autor principal de este estudio, señalando que el equipo está trabajando ahora para automatizar el proceso de recuperación. "No obstante, al combinar la fuerza de la matriz de gotas estacionarias indexadas y la manipulación dinámica de las gotas, el aDDA debería encontrar una amplia aplicación en la exploración de los vínculos fenotipo-genotipo con una resolución precisa de una célula para la plétora de formas de vida en la Tierra".
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