Celler är lite lättare att förstå, tack vare förbättrad teknik utvecklad av ett team av forskare baserade i Kina. Med hjälp av en metod som kallas Raman-aktiverad cellejektion och sekvensering (RACE-Seq), forskarna kunde förbättra framgången med att identifiera och sekvensera enskilda celler från våra miljöer för att förstå cellernas funktioner.

De publicerade sina resultat nyligen i Analytisk kemi .

"RACE-Seq är en användbar teknik för att identifiera, isolera och sekvensera enskilda celler med speciell funktion från miljön, sa SU Xiaolu, pappersförfattare och en forskare vid Single-Cell Center i Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS). "Dock, framgångsfrekvensen och kvaliteten på RACE-Seq har varit ganska låg för miljöprover."

Encelliga Raman-sorterings- och sekvenseringsverktyg som RACE-Seq hjälper forskare att förstå de mekanistiska kopplingarna mellan funktionen och genetiska komponenter i enskilda celler i naturen. För genetiskt varierade miljöer, såsom jord som finns i miljön, RACE-Seq gör att cellerna kan sorteras baserat på deras funktionella roller utan att skada dem, och få sitt genom sekvenserat för att etablera dessa mekaniska kopplingar mellan genetik och funktion.

Under RACE-Seq, celler laddas på en mikrochipyta och lufttorkas omedelbart innan de bestrålas med laser. Celler identifierade med funktionen för vilken de sorteras identifieras och kastas ut i en mottagande brunn på ett annat chip. Cellerna bryts sedan isär och deras genetiska material bearbetas för att bestämma den underliggande mekaniska kopplingen till den speciella funktionen av intresse.

Tidigare, denna metod skulle kunna producera cirka 20 % täckning av genomet för individuella E. coli-celler. Nu, forskarna har förbättrat metoden så att täckningen når runt 50 %.

SU och hans team fann att justering av laserns energitillförsel hjälpte till att skydda cellerna för att ge bättre uteffekt. De fann också att ändra varaktigheten, temperatur eller andra aspekter av de andra stegen bidrog inte till att förbättra resultatet.

För att ta itu med detta problem, forskarna lade till olja innan de förstärkte DNA från sorterade celler. Denna enkla men eleganta operation minskar sådana skadliga effekter av Raman-bestrålning och ökar genomens fullständighet avsevärt. Dessutom, för markmikrobiota, som kanske är de mest komplexa mikrobiella samhällena i naturen, detta nya protokoll förbättrar dramatiskt den experimentella framgångsfrekvensen för RACE-Seq.

"Våra resultat ger en praktisk lösning för att förbättra RACE-Seq-prestandan, och därför borde göra denna teknik mer tillgänglig för de många laboratorier som är intresserade av encellssekvensering runt om i världen, " sa XU Jian, chef för Single-Cell Center.

Forskarna noterade också att RACE-Seq fortfarande inte kan producera genom av god kvalitet med exakt encellsupplösning från miljöprover. De introducerar nya teknologier som kan uppnå det slutliga målet att funktionellt sortera och sekvensera varje mikrobiell cell från naturliga miljöer.