Новейшие технологии высокопроизводительного секвенирования транскриптома отдельных клеток
Огромное количество полногеномных и транскриптомных данных, полученных с помощью современных технологий секвенирования нового поколения для целых организмов, не смогло дать ответы на многие вопросы в онкологии, иммунологии, физиологии, нейробиологии, зоологии и других областях науки и медицины. Так как основой всех одноклеточных и многоклеточных организмов является клетка, то необходимо изучение биологических процессов на ее уровне. Это понимание дало толчок развитию нового направления и появлению технологий, позволяющих работать с единичными клетками (технологии single-cell). Быстрое развитие не только приборной базы, но и различных усовершенствованных протоколов для работы с единичными клетками обусловлено актуальностью этих исследований во многих областях науки и медицины. Изучение особенностей различных этапов онтогенеза, определение закономерностей дифференциации клеток и последующего развития тканей, проведение геномного и транскриптомного анализов в различных областях медицины (особенно востребовано в иммунологии, онкологии), классификация типов и состояний клеток, закономерностей биохимических и физиологических процессов с применением технологий single-cell позволяют проводить комплексные исследования на новом уровне. Разработанные первые платформы для осуществления секвенирования транскриптомов отдельных клеток (scRNA-seq) проводили изоляцию не более ста клеток единовременно, что оказалось недостаточным в связи с выявленной высокой гетерогенностью клеток, обнаруженными минорными типами клеток, которые не детектировались по морфологическим признакам, и сложными регуляторными путями в организме. В настоящее время появились методики изоляции, захвата и секвенирования транскриптомов (scRNA-seq) десятков тысяч клеток единовременно. Однако новые технологии имеют определенные отличия как на этапе пробоподготовки, так и во время проведения биоинформатического анализа. В работе рассмотрены наиболее эффективные методы множественного параллельного scRNA-seq на примере современной платформы для изоляции и баркодирования клеток 10XGenomics, а также особенности проведения такого эксперимента, дальнейший биоинформатический анализ полученных данных, перспективы использования и области применения новых высокопроизводительных технологий.