Single-Cell RNA Sequencing

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Höchste Genauigkeit bei allen Prozessen

Um ein System zu verstehen, muss man seine einzelnen Komponenten verstehen. Betrachtet man komplexe biologische Systeme, wie zum Beispiel das Immunsystem oder einen wachsenden Tumor, ist es herausfordernd, die Funktionen und das Verhalten verschiedener Zellen in diesen Systemen zu verstehen. Mit Single-Cell RNA Sequencing steht eine wirksame und leistungsfähige Methode zur Verfügung, die es erlaubt, diese Herausforderung anzunehmen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Massen-RNA-Sequenzierung, bei der die Werte der Genexpression aus allen Zellen gemittelt werden, kann man mit Single-Cell RNA Sequencing die Genexpression tausender einzelner Zellen individuell untersuchen. Diese Technik eignet sich daher hervorragend für alle Anwendungen, bei denen Erkenntnisse über die zelluläre Vielfalt von entscheidender Bedeutung sind, z. B. bei Untersuchungen der Tumor-Heterogenität, der zellulären Differenzierung oder der Therapieresistenz.

CeGaT bietet Single-Cell RNA Sequencing als Hochdurchsatz-Methode an. Dabei verwenden wir das hochmoderne Chromium-System von 10x Genomics in Kombination mit der neuesten NGS-Technologie. Die Probenverarbeitung umfasst drei Hauptschritte: (1) das Cell-Barcoding und die Konstruktion der Sequenzier-Library, (2) die Sequenzierung und (3) die Datenanalyse. Beim Cell-Barcoding werden bis zu 10.000 einzelne Zellen zusammen mit sogenannten Gel-Beads in winzigen Mikrotröpfchen verkapselt. Diese Gel-Beads enthalten Oligonukleotide mit zellspezifischen Barcodes und so genannte Unique molecular Identifiers. Indem alle mRNA-Moleküle einer Zelle mit diesen beiden Barcode-Sequenzen markiert werden, wird ihre zelluläre Herkunft erfasst.

Dadurch kann jedes mRNA-Molekül eindeutig zugeordnet und quantifiziert werden. Nach der cDNA-Synthese und mehreren Library-Vorbereitungsschritten sind die Proben bereit für die Sequenzierung auf einem unserer Illumina-Sequencer. Abhängig vom Input und der erforderlichen Read-Tiefe (Read depth) pro Zelle können wir das Sequenzierergebnis an Ihre Bedürfnisse anpassen. Die generierten Sequenzierdaten werden von unserer bioinformatischen Datenanalyse-Pipeline verarbeitet. Dabei werden die Transkripte quantifiziert und den verschiedenen Zellen zugeordnet. Zellcluster mit ähnlichen Genexpressionsmustern werden identifiziert und zwischen den Zellclustern wird eine differenzielle Genexpressionsanalyse durchgeführt. Auf diese Weise können verschiedene Zellpopulationen oder Zellphänotypen in Ihrer Probe ermittelt und deren Funktion und Verhalten untersucht werden, um die Komplexität Ihrer Probe zu entschlüsseln.

Single-Cell RNA Sequencing, auch bekannt als scRNAseq, ist ein zuverlässiges Verfahren für den Nachweis seltener Zellpopulationen in komplexen Proben. Es eignet sich gut, um verschiedene Zelltypen über mehrere Zeitpunkte hinweg zu quantifizieren. Durch die Genexpressionsanalysen und die Detektion von Veränderungen der zellulären Vielfalt bietet Single-Cell RNA Sequencing ein großes Potenzial für die Entdeckung neuer Biomarker und die Analyse therapeutischer Mechanismen.