比利時(shí)弗蘭德生物技術(shù)研究院（VIB）和魯汶大學(xué)（KU）的研究人員近日開發(fā)出一種名為Nova-ST的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)。這種新技術(shù)有望對(duì)大的組織切片實(shí)現(xiàn)低成本和高分辨率的空間分析。
這篇題為“Nova-ST: Nano-patterned ultra-dense platform for spatial transcriptomics”的論文于8月6日發(fā)表在《Cell Reports Methods》雜志上。
VIB人工智能和計(jì)算生物學(xué)中心Stein Aerts博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)表示：“Nova-ST是在Illumina NovaSeq 6000或X流動(dòng)槽中運(yùn)行的開源空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)流程。在小鼠大腦切片上進(jìn)行的基準(zhǔn)測(cè)試表明，與現(xiàn)有方法相比，它的靈敏度更高，且成本更低。”
轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究能夠獲得基因表達(dá)信息，但無法了解基因在哪里保持活躍。這限制了我們對(duì)復(fù)雜生物過程的了解。幸運(yùn)的是，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)已成為一種強(qiáng)大的工具，讓科學(xué)家們能夠捕獲空間背景。然而，現(xiàn)有的技術(shù)往往存在成本高、分辨率有限或兼容性問題。
這些缺點(diǎn)促使Aerts實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出Nova-ST。Nova-ST的核心是對(duì)Illumina NovaSeq 6000 S4流動(dòng)槽進(jìn)行巧妙改造。之后，他們證明這種改造也適用于NovaSeq X系列的流動(dòng)槽。這些圖案化流動(dòng)槽的表面布滿了以六邊形晶格排列的微小納米孔。
每個(gè)納米孔能夠捕獲組織樣本中特定位置的mRNA分子。這種致密的圖案化表面讓Nova-ST實(shí)現(xiàn)了高的空間分辨率，有望捕獲單個(gè)細(xì)胞的足跡。納米孔中帶有高密度分子索引（HDMI）寡核苷酸，它包含Illumina測(cè)序接頭、隨機(jī)空間標(biāo)識(shí)符序列等。
共同通訊作者、VIB單細(xì)胞和微流體平臺(tái)的負(fù)責(zé)人Suresh Poovathingal博士解釋說：“然后，我們利用這些捕獲點(diǎn)來捕獲mRNA分子，同時(shí)保留它們的空間坐標(biāo)。對(duì)這些mRNA分子進(jìn)行測(cè)序，可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)捕獲點(diǎn)的基因表達(dá)譜。通過拼湊這些信息，我們可以重建整張組織切片上基因活性的詳細(xì)圖譜。”
研究人員表示，新平臺(tái)具有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。首先，它成本低。利用現(xiàn)有的Illumina流動(dòng)槽，并采用新穎的芯片切割技術(shù)，就可以從單個(gè)流動(dòng)槽中制備多塊Nova-ST芯片，與現(xiàn)有的方法相比大大降低了成本。其次，致密的圖案化表面使得Nova-ST實(shí)現(xiàn)了高的空間分辨率，有望捕獲單細(xì)胞水平的基因表達(dá)。
第三，Nova-ST方法與多種組織類型兼容，是研究各種生物系統(tǒng)的多功能工具。此外，它還與NovaSeq X系列的流動(dòng)槽兼容，表明Nova-ST可以從測(cè)序技術(shù)的不斷進(jìn)步中獲益。
VIB單細(xì)胞生物信息學(xué)專業(yè)組組長(zhǎng)Kristofer Davie博士指出：“重要的是，Nova-ST是開源的，讓更多研究人員可以使用，并允許進(jìn)一步定制。我們的工作流程對(duì)用戶友好，適應(yīng)性強(qiáng)，確保研究人員可以根據(jù)自己的具體需求來定制。”
研究人員表示，Nova-ST的一個(gè)潛在限制是它需要使用Illumina NovaSeq測(cè)序儀。另一個(gè)限制是芯片切割需要一定的設(shè)備。拋開這些限制，它是一種易于實(shí)施的方法，靈敏度與其他商業(yè)化方法相當(dāng)或更高，并具有成本效益。
“Nova-ST將改變多個(gè)領(lǐng)域的研究，從癌癥生物學(xué)到植物生物學(xué)，”Aerts談道。“通過該平臺(tái)的開源，我們旨在加強(qiáng)全球科學(xué)家的探索和創(chuàng)新能力。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240807054545338.htm） | 
