Tarihsel olarak, tek çekirdekli RNA ve ATAC dizilimi için nükleer izolasyon yöntemleri, metabolit miktar tayini için kullanılan yaygın bir teknik olan sıvı kromatografi-kütle spektrometresi (LC-MS) ile uyumlu olmayan deterjanlar içeren tamponlar kullanmıştır16,17. Mevcut protokol, hücresel fraksiyonlama için nazik bir deterjan kullanarak ve bu fraksiyonlamayı takiben kılcal elektroforez ile aynı numune hazırlığından transkriptomik ve metabolomik tekniklerin kombinasyonuna izin verir ve bu, metabolitlerin ayrılması için sıvı kromatografisine göre daha küçük bir numune girişi gerektiren bir teknik olan kapiler elektroforez ile18.
Bu protokolün en kritik yönü, genetik materyalin bozulmasını önlemek ve ortam nükleotidleri ve makromoleküller tarafından kontaminasyonu azaltmak için nükleer izolasyon sırasında nükleer zarın korunmasıdır. Numunenin lizis tamponuna maruz kalma süreleri, dokuların aşırı sindirimini ve çekirdek hasarını önlemek için modüle edilebilir. Ek olarak, genetik materyal ve metabolitlerin bozulmasını önlemek için numune bankacılığı sırasında adacıkların ve sitozolik fraksiyonu içeren süpernatantın hızlı bir şekilde dondurulması zorunludur. Kültür ortamındaki besin mevcudiyeti nedeniyle değişen metabolizmanın karıştırıcı etkisinden kaçınmak için tüm numuneler aynı ortam formülasyonundan (bu çalışmada 2.8 mM glikoz DMEM) toplanmalıdır.
Bu kombine metabolomik yaklaşımın bir sınırlaması, çekirdek izolasyonu için kullanılan deterjan nedeniyle bazı metabolitlerin yakalanamamasıdır. Bu nedenle, daha eksiksiz bir metabolit analizi için bu yaklaşım, donmuş dokulardan elde edilen analizler ve organik olmayan yıkama tamponları ve LC-MS kullanılarak metabolitlerin izole edilmesiyle tamamlanabilir. Önerilen bir ek yaklaşım, organlardaki metabolik değişiklikleri lokalize etmek için MALDI-MS yoluyla hedeflenen mekansal metabolomiktir19. Ek olarak, aynı çekirdek içindeki transkript değişkenliğini ve kromatin erişilebilirliğini değerlendirmek için mevcut teknolojiler, ATAC dizilemesi için sığ dizileme derinliği nedeniyle sınırlıdır. Veri analizlerinde, araştırmacılar veri seti içindeki belirli alt kümeler yerine yalnızca geniş hücresel kümeler içindeki açık kromatin bölgelerini değerlendirebileceklerdir.
Kolayca bulunamayan dokuların, özellikle insanlardan ve insan olmayan primatlardan elde edilen dokuların kullanımı daha sık hale geldikçe, biyolojik bir kopyadan çıkarılabilecek bilgi miktarını en üst düzeye çıkarmak zorunludur. Yukarıda açıklanan multi-omik yaklaşım, araştırmacıların genetik imzaları hücresel kimliğin temel promotorları etrafındaki en yüksek kullanılabilirlik ile ilişkilendirmelerine izin verirken, aynı zamanda hücresel metabolizmanın bu tür değişikliklere nasıl katkıda bulunmuş olabileceğini de göz önünde bulundurur. Hücresel preparatlar içinde daha bol bulunan metabolitlerin tanımlanması, hücresel alt tiplerin spesifikasyonunu belirli bir soya yönlendirecek spesifik epigenetik modifikasyonlara dair ipuçları verecektir. Gerçekten de, farklı doku kaynaklarından da olsa, transkriptomik ve metabolomik deneylerin bulgularını entegre etmek için yeni protokoller oluşturulmuştur20. Bu protokolün önemi, kromatin erişilebilirliğinin, transkripsiyonel değişikliklerin ve metabolit zenginleştirmesinin tek bir numune girdisinden değerlendirilebilmesidir. Bu tekniğin gelecekteki uygulamaları, nadir hastalıkları olan hastalardan alınan dokular gibi seyrek örnek popülasyonlarından elde edilen dokularda hastalık durumlarının daha iyi karakterizasyonuna izin verecektir. Adacık biyolojisi alanında, gen düzenleyici ağların karakterizasyonu ve korelasyon gösteren metabolik imzalar, diyabetin başlamasını önlemek için beta hücre kimliğini ve işlevini koruma mekanizmaları hakkında kritik bilgiler sağlayabilir.