Двойное индексирование ДНК позволяет одновременно определять профиль метилирования множества отдельных клеток

Подготовила Яна Войцеховская

ДНК разных клеток в одном организме метилируется специфично и зависит от типа клетки и стадии ее развития. Но на сегодня секвенирование метиломов единичных клеток — процесс долгий и дорогостоящий. Ученые из Орегонского университета науки и здоровья совместно с компанией Illumina нашли остроумный способ ускорить его.

Ранее для определения профиля метилирования для каждой отдельной клетки получали отдельную ДНК-библиотеку, которую индексировали и подвергали бисульфитному секвенированию. Новый метод позволяет индексировать ДНК множества единичных клеток комбинаторным способом и секвенировать ее в составе большой смеси.

Комбинаторный способ индексирования является двухступенчатым процессом. На первом этапе интактные клетки или ядра клеток распределяют по отдельным лункам, в каждой из которых находится уникальный индекс, присоединяемый к ДНК. Затем ядра сливают в один пул, разводят его и снова распределяют клетки по лункам, содержащим другой набор уникальных индексов. В описанных экспериментах на первом этапе помещали до 2500 ядер в каждую лунку 96-луночной плашки, на втором — по 22 ядра. Вероятность того, что любые два ядра получат одно и то же сочетание первого и второго индексов, крайне мала, поэтому таким способом можно уникально метить ДНК тысяч ядер одновременно и секвенировать их в составе одной смеси. По словам авторов, метод ускоряет и сильно удешевляет процесс секвенирования метиломов отдельных клеток.

Возможности нового метода авторы продемонстрировали в экспериментах с определением различных субтипов клеток. В одном эксперименте смешивали три линии человеческих клеток в разных пропорциях, секвенировали их метиломы и определяли долю каждого клеточного субтипа. Во втором эксперименте по профилю метилирования находили популяции возбуждающих и тормозящих нейронов в коре головного мозга мыши.

Так как изменение в профиле метилирования является важным маркером раковых, нейродегенеративных и сердечно-сосудистых заболеваний, авторы надеются, что новый метод поможет в раскрытии механизмов этих болезней и в поиске методов их лечения.

Источник

Ryan M Mulqueen at al. // Highly scalable generation of DNA methylation profiles in single cells. // Nature Biotechnology Apr 9 (2018). DOI:10.1038/nbt.4112