Ismét egy konferenciára mentem. A Single Cell Biology egy három napos konferencia volt, ahol az egy sejtes technikáké volt a főszerep. Igen megdöbbentő volt számomra látni, hol tart a biotechnológia és ezek miként formálják át tudásunkat. Immár nem csak az a kérdés, hogy tudunk-e szekvenálni egy sejtből, hanem tudunk-e többféle szeknvenáláshoz is elég mintát izolálni. A mikroszkópoknak már nem jelent gondot, hogy feltérképezzék a sejtek helyzetét egy szövetben, hanem tudjuk-e mindezt élő szöveten végrehajtani.
A céges kiállításokat is végignéztem. Egyrészt, mert olyan eszközöket láttam, ami tíz éve még a tudományos-fantasztikus könyvekben sem fordult volna elő. Kedvencem az a nanocseppes készülék volt, ami a folyadék mintákat ultrahanggal megrezegteti. Ettől nanoliteres cseppek válnak ki és tapadnak egy fejjel lefelé fordított edénybe. A felületi feszültség miatt ott maradnak és PCR-t, szekvenálást vagy egyéb vizsgálatokra alkalmas. Biztos az üzletkötő agyára mentem, mert egyfolytában kérdeztem, hogy ezt vagy azt a lépést hogy csinálják? Kipróbáltam egy mikro manipulátort is. Előtte megkérdeztem, nem tudom-e elrontani. Szerencsére bioinformatikus biztos volt.
Alexander van Oudenaarden: Revealing novel cell types and cell-cell interactions using single-cell transcriptomics
A sejt-sejt kapcsolatok vizsgálata egy konvergencia eredménye, ami egyrészt az új generációs szekvenálási technikák, másrészt az immunokémiai kutatások eredménye. A vizsgálatuk tárgya a csont volt, amit sejtekre szedtek. Ha a sejtek mégis együtt maradtak, akkor közöttük egy nagyon erős interakció lehet. Ezeket utána mikropipettával szétszedték és meghatározták a transzkriptómukat. Meghatározták a transzkriptómok távolságát, ami a gének nagy száma miatt több dimenziós volt, majd két dimenzióra vetítették azt. Az így kapott interakciós térképet tovább vizsgálták és klasztereket kerestek. A kapott hipotéziseket mikroszkóppal és randomizált modellezéssel is ellenőrizték. Az előadás második részében az 5 hidroxycitozin metilációs (5hmc) vizsgálatokról volt szó. A citozin a Dnmt hatására 5 metil citozin lesz. A Tet enzim segítségével alakulhat tovább 5hmc-vé, de passzív módon válhat ismét citozinná. A szekvenáláshoz a sejtet lizálták, glikolizálták, AbaSI-vel emésztették, majd T7 promótert ligáltak rá, amivel a DNS szálirányt is meghatározták. A rendszer specificitása elég jó. Azt vették észre, hogy az utód sejtek öröklik a szülő szálakra specifikus 5hmc mintázatát. Ebből arra következtetnek, hogy az epigenetikus memóriához lehet köze.
Timm Schroeder: Long-term single cell quantification: New tools for old questions
Ebből az előadásból inkább a csoport munkáját ismerhettük meg, mint az eredményeiket. Olyan képfeldolgozó rendszereket fejlesztenek, amelyek segítenek a sejtek populációban betöltött szerepét nyomon követni. Elsődlegesen C++-ban QT-vel és OpenCV-vel dolgoznak. Kiemelte még, mennyire fontos az interdiszciplináris hozzáállás, amiben még a kávéautómata elhelyezése is fontos szerephez jutott. Igyekeznek mindent automatizálni, de elengedhetetlen, hogy egyes lépéseket még emberek hajtsanak végre kézzel. Bemutattak még egy rendszert, ami morfometria alapján az őssejt sorstérképét meghatározza, valamint egy igen impresszív animációt egy lábszár csontról egy sejtes felbontásban, 10 sejttípust színezve egyszerre.
Lacramioara Bintu: Dynamics of Epigenetic Regulation at the Single-Cell Level
A kromatin szabályozása lehetővé teszi, hogy a gén expressziós állapot fennmaradjon a traszkripciós komplexek távozása után is. Ennek az epigenetikus memóriának a jobb megértésére az egy sejtes vizsgálatok a legalkalmasabbak. Dox és Tet mutánsok expressziós változásait követték nyomon mikroszkópos eljárásokkal, hogy meghatározzák a folyamatok dinamikáját. Négy kromatin regulátort is vizsgáltak. Megállapították, hogy az egyes regulátorok más-más hosszúságú memóriát alakítanak ki. A HDAC4 rövidet, a DNMT3B hosszút, míg az EED és a KRAB változó hosszúságút.
Inge Nathke: Placement of daughter cells after mitosis regulates exit from the stem cell niche in intestinal crypts
A bélbolyhok alapját képező őssejtek nem tudni, mi alapján differenciálódnak. Annak eldöntésére, hogy a sejt helyzete fontos szerepet játszik-e ebben a folyamatban, különböző képfeldolgozó módszereket vetettek be: kezdetben F-aktint jelöltek fluoreszcens festékkel, de ez csak síkban ábrázolta a sejteket. Később 2 foton mikroszkópiát használtak, ami már megmutatta a struktúrát, de még mindig halott szövetet vizsgáltak. Így jutottak el az organoid vizsgálatokhoz. Itt a nukleusz mozgását követték nyomon a sejten belül. Azt vették észre, hogy kétféle mitózis van. Az egyiknél mindkét utódsejt tovább osztódik, míg a másiknál csak egy egyik. A kétféle mitózis előfordulásának aránya 1:3. Az APC mutánsok esetén az utódsejtek közel maradnak a szülőkhöz, nehezen mozognak. Azok az utódsejtek, melyek többet mozognak, elhagyják eredeti helyüket és differenciálódhatnak.
Xiaoyan Qian: Studying intratumour heterogeneity by in situ sequencing
A tumor heterogenitása nem csak a tumor fejlődést befolyásolja, de a terápiában is fontos szerepet tölt be. A csoport ezért kidolgozott egy módszert, amivel kis számú gén expressziós változását tudják nyomon követni élő sejtben. A fluoreszcens jelölésen és mikroszkópos nyomon követésen alapuló módszer segít jobban megérteni a sejtek lokalizációja és expressziója közötti összefüggéseket. A módszert használva a tumor populációk is elkülöníthetőek. Ehhez egy ACCENSE nevű sejt klasszifikációs algoritmust is felhasználtak.
Ido Amit: Shaping the blood: Lessons from Chromatin and single cell RNA dynamics
A haematopoetikus őssejtek differenciációja koránt sem olyan egyértelmű, mint ahogy azt az egyetemistáknak magyarázzák és a sejtek leszármazási fáját bizonyos csoportok máshogy definiálják. A csoport ezért egy erősen párhuzamosított egy sejtes RNA-seq-el igyekszik a kérdés végére járni. A szekvenáláshoz robotokat használnak, így érik el a hihetetlen 1000 szekvenálás/nap arányt. Tizenkilenc szubpopulációt azonosítottak és próbálták meghatározni, mi a közös az egyes csoportokban. A sejtfelszíni markerek nem egyértelműen jelzik az egyes csoportokat. A transzkripciós állapot hasonló, de szintén nem azonos a klaszterekkel. A kromatin állapot viszont összevág a transzkripciós eredményekkel. Eredményül egy új mieloid leszármazási elmélet született. Az egyik konklúzió, hogy a kromatin térkép egy sejtes RNA-seq-el kombinálva igen hatékony eredményt ad.
John Marioni: Using single-cell genomics to study early development
A gasztruláció vizsgálata eddig igen nehéz volt, de hála az új egy sejtes szekvenálásoknak ez már könnyebb. Sajnos sok technikai zaj van, ezért a csoport új normalizálási eljáráson is dolgozik. A nagy variabilitást mutató géneket vették tüzetesebben szemügyre. Hierarchikus klaszterezés és dinamikus csoportbontás után 10 gén klasztert sikerült elkülöníteni. Ezen gének expresszióját felhasználva megpróbálták a sejteket is csoportosítani SNE módszerrel. Ezután arra próbáltak rájönni, hogy a klaszterek milyen biológiai hasonlósággal bírnak. Az eredmények elég inkonzisztensek voltak, és én végre láthattam a világ legrondább boxplotjait.
