一个接一个,突然:细胞表型筛选的未来
作为科学家,我们经常受到某些刻板印象。我们认为是聪明和书呆子;我们工作时间很长,穿实验服,为数据。部分或全部的这些特征和行为可能环真的人口水平,但对于个别科学家他们并不总是堆积,各种各样的个人构成了科学界和这些人往往随着时间的推移改变行为。断开同样适用于细胞。我们假设平均表型是代表所有成员的人口,但常常不是这样的。我们真的需要执行纵向表型跟踪在单细胞水平完善生物的理解。不幸的是,这是说起来容易做起来难。
大多数生物过程是动态的和不同步。因此,尽管我们可以期望总生物系统以一定的方式作出反应,这些数据通常代表一个事件发生在一个给定的计算和分配在单个细胞水平。单个细胞通常与刺激在不同时间和不同程度的依赖于它们的激活状态,本地化和基因表达模式。结果,在一个学习单元属性散装或计算常常想念和歪曲了潜在的生物学。
目前,各种各样的技术是利用科学家试图定义表型分布在一个给定的人口。这些通常包括耗时的多种技术组合piecewise-assemble所需信息:细胞溶解产物elisa检测细胞内蛋白表达,流式细胞仪解决表面蛋白表达,显微镜成像评估细胞行为和形态,单细胞RNA-Seq收集单个细胞水平的基因表达数据。此外,许多这些技术只提供一个静态评估,很难确定是否观察到的差异反映了不同的生物学或只是在同一个生物过程不同的细胞状态。最后,许多这些技术修改或破坏细胞的分析。这意味着这些不同的测量必须在不同的细胞,阻止科学家直接在一个单个细胞表型与基因表达。尽管数据集成策略可能会提供一些新的信息,细胞“现实”往往仍然是难以捉摸的。
所有这些以及更多的理由,伯克利灯的平台可能的下一个前沿在理解复杂的细胞行为。这些平台的设计是为了帮助科学家捕捉精制,全面的单细胞数据跟踪表型和功能直接相关的基因表达。
伯克利灯的平台功能OptoSelect™芯片,使用光自动移动单个细胞成离散,nanoliter-sized NanoPen™钱伯斯比microwell ~小100000倍。微流体设计允许精确控制温度,气体流量,同时和媒体灌注,从而允许细胞培养在成千上万的笔。细胞可以培养单独或与一个或多个额外的细胞调查交互。细胞连续成像和监控整个文化时期,允许用户跟踪细胞形态学、能动性,在明亮的领域扩散。通过引入荧光试剂、细胞细胞表面标记也可以化验,蛋白质分泌模式,实时和细胞内的过程。
使用相同的NanoPens,化验可以执行单个细胞,屏幕上额外的表型使用四种常见荧光通道。这将打开大门的选项。例如,这项技术可以应用于访问表型细胞表面蛋白标记、实时的免疫球蛋白、细胞因子分泌,生活/死亡分布,信息交互,跨物种抗体绑定和抗原识别。的技术像记者细胞和化学探针,潜在化验的数量迅速扩张,都是监控芯片内。
这个连续数据收集允许纵向表型跟踪以最小的来自用户的输入,创建一个“电影”,而不是之前提供的静态“快照”组合的方法。这个深度剖析了令人难以置信的详细的细胞/克隆“指纹”,可以揭示以前隐藏的细微差别。更进一步,视觉控制在这些芯片是用于提取感兴趣的特定细胞从个人NanoPen室出口孔板下游的RNA序列。这提供了一个直接连接一个特定细胞的表型和功能基因表达谱。已经,伯克利灯的平台被利用在纵向表型筛选研究小组推进抗体的研究发现,细胞线发展,合成生物学,t细胞受体的发现,和CAR-T治疗。
重大进展在我们对生物学的理解往往是之前的到来开创性的方法和工具。伯克利灯新平台生成深资料的单个细胞的表型和功能,可以直接对基因表达有关。这项技术的第一步解锁激动人心的新细胞和基因疗法的进步,蛋白质疗法等等。
作者信息:马克白博士,高级主管营销、T细胞平台伯克利灯
