$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tek hücreli RNA-seq (scRNA-Seq) ve ATAC-seq, karmaşık biyolojik sistemleri tek hücreli çözünürlükte incelemek için çok yönlü araçlardır. Hücre alt tiplerini ve durumlarını, gen ağlarını tanımlamak ve hücresel heterojenliği değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadırlar. ScRNA-seq yapmak için bir ön koşul doku dissosiyatasyonu ile tek hücreli süspansiyon hazırlanmasıdır. Hücre dışı matris bileşimi ve mekanik özelliklerindeki değişim nedeniyle, tek tek dokular tek hücreli süspansiyonun hazırlanması için ayrışma protokolünün optimizasyonunu gerektirir.
Tek hücrelere dokuların ayrışması genellikle 37 °C1,2,3,4de, kollajenaz, dispase veya tripsin gibi sindirim enzimleri ile tedavi içerir. Transkripsiyonel makineler 37 °C'de aktif kaldığından, enzimatik dissosilasyon mRNA ekspresyonu eserlerini ve gürültüyü5,6olarak tanıtabilir. Özellikle, uzun süreli kuluçka strese duyarlı genler ve tekdüze olmayan bir şekilde ısı şoku yanıtı neden olabilir - deneyde teknik değişkenlik yol7.
Tek bir hücre süspansiyon uyaratmanın bir diğer dezavantajı da karmaşık morfolojilere sahip canlı ve sağlam hücre tiplerini elde etmedeki zorlukdur. Özellikle, nöronlar, adipositler ve podositler,8,9,10,11izole etmek için zor . Örneğin, Wu ve meslektaşları bir yetişkin fare böbrek12scRNA profilleriglomerüler podositlerin eksikliği gösterdi. Benzer optimal olmayan gözlemler beyin dokusundan birbirine bağlı nöronların kurtarma ile ilgili yapılmıştır8,13,14. Özetle, ayrışma protokolleri hücre tiplerini daha kolay ayrıştırmaya yönelik algılama önyargısı getirebilmekte ve bu da organın hücresel mimarisinin yanlış yorumlanmasına yol açabilmektedir.
ScRNA-Seq.'de numune hazırlama sırasında ortaya çıkan teknik gürültü ve önyargının üstesinden gelmek için, çekirdeğin izolasyonu ve profilinin saptanması cazip bir alternatif sunar. Nükleer morfoloji farklı hücre tipleri arasında benzer olduğundan, çekirdeklerin izolasyonkarmaşık morfolojileri ile bozulmamış ve canlı hücreleri izole sorunu atlatır. Örneğin, Wu ve meslektaşları tek çekirdekli RNA-Seq ile glomerüler podositler başarılı profilleme gösterdi (snRNA-Seq.) bir yetişkin fare böbrek, hangi scRNA-Seq12eksikti . İlginçtir, tek hücreli ve tek çekirdekli RNA-seq arasındaki karşılaştırmalı çalışmalar snRNA-Seq12ile stres ve ısı şoku yanıt genlerinin indüksiyon bir azalma önerdi. Çalışmalar ayrıca iki yöntem tarafından saptanır genler arasında yüksek bir korelasyon göstermektedir. Ancak, insan mikroglia üzerinde yapılan yeni bir çalışmada Alzheimer hastalığında genetik aktivasyonu tespit etmek için başarısız oldu15. Böylece belirli bağlamlarda, snRNA-Seq scRNA-Seq16,17için uygun bir alternatiftir. Ayrıca, nükleer izolasyon tek hücreli ATAC-Seq için kullanılabilir., tek tek hücreler içinde açık kromatin bölgeleri hakkında bilgi sağlayan.
Çekirdek izolasyonu protokolü üç ana adımı içerir: i) hücre zarının çekirdeği serbest bırakmak için deterjan bazlı lysis; ii) bir Dounce homogenizer kullanarak doku homojenizasyonu; ve iii) çekirdeklerin zenginleşmesi ve degrade santrifüj,19,20,veya akış sitometri sitometri sitometri sitometri sitometri sitometri sitometri sitometri kullanarak hücre enkaz kaldırma , 21,1822.22 Bu, ilk iki adım doku tipine bağlıdır ve ampirik optimize edilmesi gerekir. Hafif deterjan hücre zarının kısmi rüptürüne ve nükleusların dokudan verimsiz alınmasına yol açar23. Öte yandan, deterjan ve sert homojenizasyon yüksek düzeyde nükleer membran rüptürü ve kaybı yol açar24,25. Yırtılmış çekirdekler daha da bir araya kümelenme eğilimindedir ve kaldırılmazsa aşağı profilleme deneyinde eserlere yol açabilir agregalar oluşturur.
Çekirdek izolasyonu için deterjan optimizasyonu ile ilgili sorunları atlatmak için, bozulmamış çekirdekleri deterjansız ve spin-kolon tabanlı bir yöntem kullanarak taze numunelerden izole etmek için bir protokol uyguluyoruz. Protokol, tüm organdan çekirdekleri 20 dakika içinde verir ve bu da transkripsiyonun indüksiyonunu sınırlar. İzole çekirdekler, tek çekirdekli RNA-Seq. ve ATAC-seq için FACS ile zenginleştirilebilir ve sağlam ve çoğaltılabilir yüksek iş lenme profili oluşturmayı sağlayan basit ve evrensel bir yöntem sağlar.