Ny, hurtig og robust metode til profilering af enkeltceller

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk, 17-12-2018

Mange celletyper i vores kroppe fungerer på måder, som videnskaben endnu ikke fuldt ud forstår. Det gælder også for eksempelvis immunceller, som beskytter os mod alvorlige sygdomme.

For at lære mere om bl.a. immunceller investerer forskningsmiljøer over hele verden mange ressourcer i at udvikle nye metoder til at studere de indre mekanismer i individuelle celler.

- Udfordringen er ikke kun at isolere en individuel celle fra en vævsprøve. Vi skal også finde gode metoder til at bestemme den enkelte celles funktion, siger Kedar Nath Natarajan, adjunkt og forskningsleder på Institut for Biokemi og Molekylærbiologi, Syddansk Universitet.

Publiceret i Nature Communications

I en ny undersøgelse, ledet af ham og Xi Chen fra Wellcome Sanger Institute, har et forskerhold udviklet en ny metode til mikroskopisk profilering af bittesmå enkeltceller i organer og væv. Metoden beskrives i tidsskriftet Nature Communications.

Med den nye metode kunne forskerholdet analysere mere end 3.000 celler fra en milt, som er et veritabelt hotspot for mange forskellige slags immunceller, der både bekæmper infektioner og giver daglig beskyttelse.

Hvad bliver cellen til?

Nye metoder udvikles løbende til mikroskopisk profilering af enkeltceller i organer og væv. Princippet er at studere en organismes DNA og hvordan DNA’en pakkes i den enkelte celle.Denne pakning styres af chromatin, og det er dermed chromatinen, der styrer, hvilke gener der skal tændes og slukkes og dermed, om en celle skal blive til en blodcelle, en hudcelle, en immuncelle, en cancercelle eller en helt anden type celle.

- Vores nye metode profilerer chromatin i enkeltceller og udgør et robust og billigere alternativ til nuværende state-of-art metoder, siger Kedar Nath Natarajan.

Sammen med den videnskabelige artikels førsteforfatter, Xi Chen fra Wellcome Sanger Institute, har han udviklet den nye metode og profileret forskellige former for celler, herunder immunceller, stamceller osv.

De andre bidragsydere fra Wellcome Sanger Institute er Ricardo J Miragaia, og arbejdet blev udført i Sarah A Teichmanns laboratorium.

Den videnskabelige artikels abstract

The assay for transposase-accessible chromatin using sequencing (ATAC-seq) is widely used to identify regulatory regions throughout the genome. However, very few studies have been performed at the single cell level (scATAC-seq) due to technical challenges. Here we developed a simple and robust plate-based scATACseq method, combining upfront bulk Tn5 tagging with single-nuclei sorting. We demonstrated that our method worked robustly across various systems, including fresh and cryopreserved cells from primary tissues. By profiling over 3,000 splenocytes, we identify distinct immune cell types and reveal cell type-specific regulatory regions and related transcription factors.

A rapid and robust method for single cell chromatin accessibility profiling. Xi Chen1, Ricardo J Miragaia1,4, Kedar Nath Natarajan1,5, Sarah A Teichmann1,2,3,*1Wellcome Sanger Institute, Wellcome Genome Campus, Hinxton, Cambridge, CB10 1SA, United Kingdom 2EMBL-European Bioinformatics Institute, Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, Cambridge, CB10 1SD, United Kingdom 3Theory of Condensed Matter, Cavendish Laboratory, 19 JJ Thomson Ave, Cambridge, CB3 0HE, UK 4Present address: MedImmune, Sir Aaron Klug Building, Granta Park, Cambridge, CB21 6GH, United Kingdom 5Present address: Functional Biology and Metabolism Unit, Biochemistry and Molecular Biology, SDU, 5230 Odense, Denmark.