Новая методика позволяет анализировать отдельные клетки бактерий
Исследователи из Центра изучения отдельных клеток Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессов (QIBEBT) Китайской академии наук разработали методику RAGE-секвенирования (Raman-Activated Gravity-driven single-cell Encapsulation and Sequencing). Она позволяет анализировать бактерии по одной, связывая их фенотип (наблюдаемые характеристики) с генотипом (полным набором генов). Исследование опубликовано в журнале Small 9 июня.
Проблема: Бактериальные клетки чрезвычайно малы (несколько миллионных долей метра), поэтому их обычно анализируют миллионами одновременно. Это не позволяет изучить связь между генотипом и фенотипом у отдельной клетки, что важно, например, для изучения инфекционных заболеваний.
Решение — RAGE-секвенирование:
- Анализ фенотипа: С помощью оптических пинцетов (сфокусированного лазерного луча) и силы тяжести отдельная бактерия перемещается по микроканалу на кварцевом чипе. Её форма, структура и метаболические особенности (фенотип) анализируются через рамановскую спектроскопию.
- Инкапсуляция: Клетка помещается в пиколитровую микрокаплю (триллионную долю литра).
- Секвенирование: Микрокапля переносится в пробирку для последующего секвенирования генома или культивирования клетки.
Ключевые преимущества:
- Микрокапля позволяет равномерно амплифицировать крайне малое количество ДНК из одной клетки для полного декодирования её генома.
- Метод позволяет напрямую из образца (например, мочи) одновременно получить данные об устойчивости к антибиотикам и практически полную последовательность генома из одной и той же клетки.
- Это обеспечивает максимально возможное разрешение для бактериальной диагностики и выбора лечения.
Применение: На основе технологии создан прибор CAST-R для быстрого подбора антибиотиков и секвенирования генома патогенов на уровне одной клетки. Это ускоряет и повышает точность лечения, а также улучшает возможности отслеживания и борьбы с устойчивостью к антибиотикам.