在一项新的钻研中,来自美国布罗德研究所的研讨人员开收回的一种新的技艺让人们对组织中的细胞构成(cellular organization)有了屈指可数的认识。这种称为Slide-seq的办法操纵基因测序来绘制详细的三维组织图谱,不只暗示出组织中具有哪些细胞类型,况且还示意出它们所处的位子与它们正在干甚么。Slide-seq办法是在布罗德钻研所研究员Evan Macosko和Fei Chen的履行室中开荒出来的。关系研讨终归宣布在2019年3月29日的Science期刊上,论文标题问题为“Slide-seq: A scalable technology for measuring genome-wide expression at high spatial resolution”。
图片来自Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw1219。
鉴于这种技艺其实不需要特意的成像配备,因此它可被生物学、遗传学与医学等多个范围的科学家使用,这是由于他们想要研究组织中的细胞结构,概略考察特定基因在组织、器官与以致整个无机体中有活性时所处的地位。多么的平台让人们对组织中的细胞机关、基因在差别组织所起的感导以及毁伤或此外扰动对组织的影响也有亘古未有的大白,从而为科学家们提供了空前未有的富厚的组织依顺图谱。
在19世纪,神经生物学Santiago Ramóny Cajal用他绘制的详细人体组织图引发了科学界的意见意义,并证明大脑是由单个细胞组成的。20世纪中期,抗体的孕育发生准许科学家在细胞与组织中一次性研究几种卵白。近些年来,RNA测序使得人们能够剖断出组织中具备哪些细胞类型以及哪些基因在基因组中被激活,可是不克不及准确地确定这些细胞地址的职位。
Slide-seq可被看作是这类技能进行的最新停留
这种技能始于一种涂有橡胶涂层的载玻片梗概说“冰球(puck)”,这种载玻片填满了微粒大要说“珠子(bead)”,而珠子下面笼盖着稀罕的DNA条形码。这些钻研人员对每个条形码进行测序,所打造生的测序数据随后许可用户必定测序片断(sequencing read)在珠子阵列上的劈头劈脸地位。
论文一同第一作者、Macosko执行室钻研生Robert Stickels说,“这就像一种细胞模式的GPS(全世界定位系统)。当我们开收回这类武艺时,我们想要咱们的分工者能够轻松使用它。咱们起先实现全部的成像与阵列天生工作,并将这些阵列提供应终端用户,多么他们就不需具备显微镜专业知识。”
在使用布罗德钻研所提供的阵列睁开的几个小时的钻研中,这些研讨人员能够将鲜嫩冷冻组织切片转移到珠子外表上,并进行组织融化,从而让mRNA转录物与笼盖着DNA条形码的珠子分手。随后在贸易仪器上对条形码RNA文库进行测序。由这些研讨人员开拓并提供给终端用户的软件为每个测序片段调配职位,对这些身分进行绘制就可打造生高分辨率的细胞类型或基因批注图谱,所提供的消息要比标准的显微镜图像更为丰厚。
为了展示这种东西的屈就,这些研讨职员垄断Slide-seq在小鼠大脑中肯定细胞类型在小脑与海马体内的位置。颠末将Slide-seq运用于小鼠小脑切片,他们揭示了整个组织中大量的基因活性变化,这些变换可表明空间必定的哄骗传统的单细胞测序无奈甄别的细胞亚群。
这些钻研职员还创造Slide-seq可用于测试扰动的影响,并用它来监测创伤性脑毁伤小鼠模型中特定细胞类型的反馈。经由过程过滤这些数据来体现单个基因的表白,他们发现纵然在毁伤发生许久以后,神经元中的一些基因也会因为与毁伤位点的接短途度而被激活。
这些研讨人员还证明将一系列组织切片堆叠起来,就可颠末发生发火小鼠海马体的动画三维重修来暗示三维组织构造和细胞依顺,这类三维重建经定制后可透露表现差异的细胞类型或单个基因的表白。
论文一起第一作者、Chen实行室研究员Samuel Rodriques说,“单细胞RNA测序真地适当暗指哪些类型的细胞具有于样品中。然而,Slide-seq是一种全新的工具,它经由陈述咱们细胞在组织中的位子来添加一个彻底差别的维度。我们很高兴能够与许多范围的协作者一起来解答一些新的科学问题。”





























