Улучшено измерение экспрессии генов в одиночных клетках
Ученые Northwestern Medicine разработали новую методику идентификации отдельных клеток для РНК-секвенирования, что позволит получать более точные научные данные. Подробности опубликованы в Cell Genomics.
РНК-секвенирование, предназначенное для выявления количества молекул РНК в биологическом образце и дающее снимок экспрессии генов, стало важнейшим инструментом в исследованиях.
"Однако фундаментальное ограничение этой технологии — попытка изолировать одну клетку для прохождения через микрофлюидное устройство. Очень легко получить более одной клетки в образце, что приводит к множеству ложноположительных и ложноотрицательных результатов", — отметил старший автор исследования Йогеш Гоял.
Для решения проблемы ученые:
- Применили технику штрихкодирования, где отдельные клетки (синглеты) маркируются уникальными последовательностями нуклеиновых кислот для отслеживания.
- Протестировали существующие алгоритмы машинного обучения на точность различения синтетически помеченных синглетов и групп клеток (даблетов). Существующие алгоритмы не справились с этой задачей.
- Разработали собственный алгоритм машинного обучения для идентификации истинных синглетов. Обучив его на данных помеченных синглетов из обширных библиотек, ученые смогли отличать даблеты от синглетов точнее предыдущих методов.
"Красота этой технологии штрихкодирования в том, что мы используем уникальные последовательности нуклеиновых кислот, чтобы восстановить синглеты из значительной части данных. Это позволяет загружать более качественные данные в классификатор машинного обучения, что дает лучшую производительность", — пояснил соавтор Циян Чжан.
Алгоритм с открытым исходным кодом доступен другим ученым. В дальнейшем лаборатория планирует использовать технологию для измерения экспрессии генов в образце с привязкой к местоположению активности (пространственная транскриптомика).