Une seule cellule peut révéler beaucoup de choses sur le monde biologique grâce au séquençage génomique. Les scientifiques peuvent comparer une seule cellule isolée à d’autres échantillons, en analysant les différences et les similitudes pour mieux comprendre comment les organismes sont apparus et ont évolué – ; ou même de découvrir des espèces entièrement nouvelles.
Cependant, malgré le développement rapide des technologies de séquençage à cellule unique, la préparation des échantillons est toujours à la traîne et est devenue de plus en plus un goulot d’étranglement majeur empêchant l’application plus large des technologies à cellule unique.
Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l’Institut de la bioénergie et des bioprocédés de Qingdao (QIBEBT) de l’Académie chinoise des sciences ont combiné les méthodes de préparation et de séquençage d’échantillons monocellulaires en une approche unique et rationalisée appelée « Adressable Dynamic Droplet Array (aDDA) ». .
Leur étude a été publiée dans Petit le 23 juillet.
Les méthodes existantes de séquençage monocellulaire sont généralement incapables de suivre une cellule particulière de la préparation de l’échantillon au séquençage, ce qui brouille les résultats sur la façon dont un génome correspond réellement à la fonction spécifique de la cellule correspondante. La solution réside dans la combinaison de morceaux de deux plates-formes à base de gouttelettes. »
Li Chunyu, premier auteur, chercheur au Centre unicellulaire de QIBEBT
« Une plate-forme microfluidique de gouttelettes idéale pour la préparation d’échantillons nécessite non seulement des caractéristiques statiques telles que l’identification et la récupération précises de gouttelettes individuelles hébergeant une seule cellule, mais également la capacité de réactions biochimiques contrôlées avec précision à l’échelle du picolitre ; un billionième de litre, plus petit que ce que l’œil humain peut voir », a déclaré Li. « Dans aDDA, toutes les étapes de préparation des échantillons, y compris l’isolement cellulaire, la lyse cellulaire, l’amplification et la récupération du produit, sont effectuées en séquence dans une très petite gouttelette. De cette façon, chaque cellule peut être suivie avec précision tout au long de la cellule unique. processus de préparation et de séquençage des échantillons. »
Les réseaux de gouttelettes statiques permettent aux chercheurs d’identifier et de récupérer avec précision les gouttelettes contenant une seule cellule cible, tandis que les plates-formes de gouttelettes à flux continu traitent chaque étape successivement et rapidement. L’équipe a combiné ces deux approches dans aDDA, qui traite rapidement les cellules souhaitées identifiées par les chercheurs.
Pour valider leur approche, les chercheurs ont traité le génome de cellules de levure uniques. Ils ont découvert que l’aDDA réduisait certains des problèmes liés aux approches séparées et résultait en un séquençage de 91 % du génome de la cellule unique. Les approches traditionnelles ne récupèrent en moyenne qu’environ 26% du génome à séquencer à partir d’une seule cellule.
« À l’heure actuelle, cette plate-forme est limitée par le débit car l’étape de récupération est toujours manuelle », a déclaré MA Bo, directeur adjoint du Single-Cell Center et auteur principal de cette étude, notant que l’équipe travaille maintenant à automatiser le processus de récupération. « Néanmoins, en combinant la force du réseau de gouttelettes stationnaire indexé et la manipulation dynamique des gouttelettes, l’aDDA devrait trouver une large application dans l’exploration des liens phénotype-génotype à une résolution précise d’une cellule pour la pléthore de formes de vie sur Terre. »
