Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта единичная клетка демонстрирует процесс центральной догмы молекулярной биологии , который представляет собой все этапы, которые исследователи хотят количественно оценить (ДНК, РНК и белок).

В области  клеточной биологии ,  анализ одноклеточного  является изучение геномика , транскриптомики , протеомики , метаболомики и межклеточных взаимодействий на уровне одной клетки. [1] [2] [3] Из-за неоднородности, наблюдаемой как в популяциях эукариотических, так и в прокариотических клетках, анализ отдельной клетки позволяет обнаружить механизмы, которые не наблюдаются при изучении основной популяции клеток. [4] Такие технологии, как сортировка клеток с активацией флуоресценции.(FACS) позволяет точно изолировать отдельные отдельные клетки из сложных образцов, в то время как высокопроизводительные технологии разделения отдельных клеток [5] [6] [7] позволяют проводить одновременный молекулярный анализ сотен или тысяч отдельных несортированных клеток; это особенно полезно для анализа вариации транскриптома в генотипически идентичных клетках, что позволяет определять подтипы клеток, которые иначе не обнаруживаются. Развитие новых технологий увеличивает нашу способность анализировать геном и транскриптом отдельных клеток [8], а также количественно определять их протеом и метаболом . [9] [10] [11]Методы масс-спектрометрии стали важными аналитическими инструментами для протеомного и метаболомного анализа отдельных клеток. [12] [13] Недавние достижения позволили количественно оценить тысячи белков в сотнях отдельных клеток, [14] и, таким образом, сделали возможными новые типы анализа. [15] [16] Секвенирование in situ и флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) не требуют выделения клеток и все чаще используются для анализа тканей. [17]

Изоляция одной ячейки [ править ]

Многие методы анализа отдельных клеток требуют выделения отдельных клеток. Методы, используемые в настоящее время для выделения отдельных клеток, включают: цифровую диэлектрофоретическую сортировку, ферментативное расщепление, FACS , гидродинамические ловушки, микродиссекцию с лазерным захватом , ручной сбор, микрофлюидику , микроманипуляцию , серийное разведение и пинцет Рамана.

Ручной сбор отдельных клеток - это метод, при котором клетки в суспензии просматриваются под микроскопом и индивидуально отбираются с помощью микропипетки . [18] [19] Рамановский пинцет - это метод, в котором   рамановская спектроскопия сочетается с оптическим пинцетом , который использует лазерный луч для захвата и манипулирования клетками. [20]

В методе цифровой диэлектрофоретической сортировки используется массив электродов, контролируемых полупроводником, в микрожидкостном чипе для улавливания отдельных клеток в диэлектрофорезных (DEP) клетках. Идентификация клеток обеспечивается комбинацией флуоресцентных маркеров с визуальным наблюдением. Точность доставки обеспечивается управляемым полупроводником движением клеток DEP в проточной ячейке.

Разработка микрожидкостных биочипов на гидродинамической основе с годами растет. В этом методе клетки или частицы захватываются в определенной области для анализа отдельных клеток (SCA), как правило, без какого-либо приложения внешних силовых полей, таких как оптические, электрические, магнитные или акустические. Существует необходимость изучить понимание SCA в естественном состоянии клетки, и разработка этих методов очень важна для этого исследования. Исследователи выделили огромное потенциальное поле, которое необходимо изучить для разработки биочипов, отвечающих требованиям рынка / исследователей. Гидродинамическая микрофлюидика облегчает разработку пассивных приложений «лаборатория на кристалле». В последнем обзоре дается отчет о последних достижениях в этой области, а также об их механизмах, методах и приложениях. [21]

Связанные технологии [ править ]

В методе диэлектрофоретической цифровой сортировки используется массив электродов, управляемый полупроводником, в микрожидкостном чипе для улавливания отдельных клеток в диэлектрофорезных (DEP) клетках. Идентификация клеток обеспечивается комбинацией флуоресцентных маркеров с визуальным наблюдением. Точность доставки обеспечивается управляемым полупроводником движением клеток DEP в проточной ячейке.

Гидродинамические ловушки позволяют изолировать отдельную клетку в «ловушке» в одно и то же время с помощью пассивного микрофлюидного транспорта. Количество изолированных ячеек можно изменять в зависимости от количества ловушек в системе.

В методике микродиссекции с лазерным захватом используется лазер для рассечения и отделения отдельных клеток или срезов от образцов ткани, представляющих интерес. Эти методы включают наблюдение за клеткой под микроскопом, чтобы можно было идентифицировать и пометить секцию для анализа, чтобы лазер мог разрезать клетку. Затем ячейку можно извлечь для анализа.

Ручной сбор отдельных клеток - это метод, при котором клетки в суспензии просматриваются под микроскопом и индивидуально отбираются с помощью микропипетки .

Microfluidics позволяет изолировать отдельные клетки для дальнейшего анализа. Следующие принципы описывают различные микрофлюидные процессы для разделения отдельных клеток: изоляция на основе капель в масле, пневматические мембранные клапаны и гидродинамические ловушки для клеток. Микрожидкостные системы на основе капель в масле используют заполненные маслом каналы для удерживания разделенных водяных капель. Это позволяет изолировать одиночную ячейку от внутренних каналов на масляной основе. Пневматические мембранные клапаны используют манипуляции с давлением воздуха для изоляции отдельных ячеек за счет отклонения мембраны. Манипулирование источником давления позволяет открывать или закрывать каналы в микрофлюидной сети. Обычно система требует оператора и имеет ограниченную пропускную способность.

Техника рамановского пинцета сочетает в себе использование рамановской спектроскопии и оптического пинцета , которые используют лазерный луч для захвата и манипулирования клетками.

Разработка микрожидкостных биочипов на гидродинамической основе с годами растет. В этом методе клетки захватываются в определенной области для анализа отдельных клеток (SCA). Обычно это происходит без приложения внешних силовых полей, таких как оптическое, электрическое, магнитное или акустическое. Существует необходимость изучить понимание SCA в естественном состоянии клетки, и разработка этих методов очень важна для этого исследования. Исследователи подчеркнули необходимость разработки устройств на основе биочипов, отвечающих требованиям рынка и исследователей. Гидродинамическая микрофлюидика облегчает разработку пассивных приложений «лаборатория на кристалле».

Геномика [ править ]

Методы [ править ]

Одноклеточная геномика сильно зависит от увеличения количества копий ДНК, обнаруживаемых в клетке, поэтому их достаточно для секвенирования. Это привело к разработке стратегий амплификации всего генома (WGA). В настоящее время стратегии WGA можно разделить на три категории:

  • Контролируемое праймирование и ПЦР-амплификация: адаптер-линкер PCR WGA
  • Случайное праймирование и ПЦР-амплификация: DOP-PCR, MALBAC
  • Случайное праймирование и изотермическое усиление: MDA

Во многих сравнительных исследованиях сообщается, что адаптер Linker PCR WGA лучше всего подходит для анализа диплоидных мутаций одиночных клеток благодаря очень низкому эффекту выпадения аллелей [22] [23] [24] и профилированию вариаций числа копий из-за его низкого уровня. шума, как с aCGH, так и с NGS low Pass Sequencing. [25] [26] Этот метод применим только к клеткам человека, как фиксированным, так и нефиксированным.

Один из широко распространенных методов WGA называется полимеразной цепной реакцией с вырожденными олигонуклеотидами (DOP-PCR). В этом методе используется хорошо зарекомендовавший себя метод амплификации ДНК ПЦР, чтобы попытаться амплифицировать весь геном с использованием большого набора праймеров . Несмотря на простоту, этот метод показал очень низкий охват генома. Усовершенствованием ДОФ-ПЦР является многократная амплификация замещения (MDA), в которой используются случайные праймеры и высокоточный  фермент , обычно  ДНК-полимераза Ф29., чтобы выполнить амплификацию более крупных фрагментов и больший охват генома, чем ДОФ-ПЦР. Несмотря на эти улучшения, MDA все еще имеет систематическую ошибку (некоторые части генома амплифицируются больше, чем другие из-за их последовательности). Показано, что метод, позволяющий в значительной степени избежать систематической ошибки, наблюдаемой в DOP-PCR и MDA, - это многократные циклы отжига и циклического усиления (MALBAC). Смещение в этой системе уменьшается только путем копирования исходной цепи ДНК вместо копирования копий. Основным недостатком использования MALBA является снижение точности по сравнению с DOP-PCR и MDA из-за фермента, используемого для копирования ДНК. [9] После амплификации с использованием любого из вышеперечисленных методов ДНК можно секвенировать с помощью секвенирования по Сэнгеру или секвенирования следующего поколения (NGS).

Цель [ править ]

Есть два основных приложения к изучению генома на уровне отдельной клетки. Одно из приложений - отслеживать изменения, происходящие в бактериальных популяциях, где часто наблюдаются фенотипические различия. Эти различия не учитываются при массовом секвенировании популяции, но могут наблюдаться при секвенировании отдельных клеток. [27] Второе важное приложение - изучение генетической эволюции рака. Поскольку раковые клетки постоянно мутируют, очень интересно посмотреть, как рак развивается на генетическом уровне. Эти паттерны соматических мутаций и аберрации числа копий можно наблюдать с помощью секвенирования отдельных клеток. [1]

Транскриптомика [ править ]

Методы [ править ]

Транскриптомика одиночных клеток использует методы секвенирования, аналогичные геномике одиночных клеток или прямому обнаружению с использованием флуоресцентной гибридизации in situ . Первым шагом в количественной оценке транскриптома является преобразование РНК в кДНК с использованием обратной транскриптазы, чтобы содержимое клетки можно было секвенировать с использованием методов NGS, как это было сделано в геномике. После преобразования кДНК недостаточно для секвенирования, поэтому те же методы амплификации ДНК, которые обсуждаются в геномике отдельных клеток, применяются к кДНК, чтобы сделать секвенирование возможным. [1]В качестве альтернативы, флуоресцентные соединения, присоединенные к зондам гибридизации РНК, используются для идентификации конкретных последовательностей, и последовательное применение различных зондов РНК будет способствовать созданию всеобъемлющего транскриптома. [28] [29]

Цель [ править ]

Цель транскриптомики одиночных клеток - определить, какие гены экспрессируются в каждой клетке. Транскриптом часто используется для количественной оценки экспрессии гена вместо протеома из-за трудностей, связанных в настоящее время с увеличением уровней белка. [1]

Есть три основных причины, по которым экспрессия генов была изучена с использованием этого метода: изучение динамики генов, сплайсинг РНК и типирование клеток. Генную динамику обычно изучают, чтобы определить, какие изменения в экспрессии генов влияют на различные характеристики клеток. Например, этот тип транскриптомного анализа часто используется для изучения эмбрионального развития. Исследования сплайсинга РНК сосредоточены на понимании регуляции различных изоформ транскриптов . Транскриптомика отдельной клетки также использовалась для типирования клеток, когда гены, экспрессируемые в клетке, используются для идентификации типов клеток. Основная цель типирования клеток - найти способ определить идентичность клеток, которые не имеют известных генетических маркеров . [1]

Протеомика [ править ]

Методы [ править ]

Существует три основных подхода к одноклеточной протеомике: методы на основе антител, методы на основе флуоресцентных белков и методы на основе масс-спектроскопии. [30] [31]

Методы на основе антител [ править ]

В методах на основе антител используются разработанные антитела для связывания с представляющими интерес белками, что позволяет идентифицировать относительное количество нескольких индивидуальных мишеней одним из нескольких различных методов.

Визуализация: антитела могут быть связаны с флуоресцентными молекулами, такими как квантовые точки, или помечены органическими флуорофорами для обнаружения с помощью флуоресцентной микроскопии . Поскольку к каждому антителу прикреплены квантовые точки разного цвета или уникальные флуорофоры, можно идентифицировать несколько разных белков в одной клетке. Квантовые точки можно смыть с антител, не повреждая образец, что позволяет проводить несколько циклов количественного определения белка с использованием этого метода на одном и том же образце. [32] Для методов, основанных на органических флуорофорах, флуоресцентные метки прикрепляются с помощью обратимой связи, такой как ДНК-гибрид (который может быть расплавлен / диссоциирован в условиях с низким содержанием соли) [33]или химически инактивированный, [34] что позволяет проводить несколько циклов анализа с количественным определением 3-5 целей за цикл. Эти подходы использовались для количественной оценки содержания белка в образцах биопсии пациентов (например, рака) для картирования вариабельной экспрессии белка в тканях и / или опухолях [34], а также для измерения изменений экспрессии белка и передачи клеточных сигналов в ответ на лечение рака. [33]

Массовая цитометрия : изотопы редких металлов, которые обычно не обнаруживаются в клетках или тканях, могут быть прикреплены к отдельным антителам и обнаружены масс-спектрометрией для одновременной и чувствительной идентификации белков. [35] Эти методы могут быть высоко мультиплексированы для одновременной количественной оценки многих мишеней (панели до 38 маркеров) в отдельных клетках. [36]

Количественная оценка антитела-ДНК: другой метод, основанный на антителах, преобразует уровни белка в уровни ДНК. [30] Преобразование в ДНК позволяет повысить уровень белка и использовать NGS для количественного определения белков. В одном из таких подходов выбирают два антитела для каждого белка, который необходимо определить количественно. Затем эти два антитела модифицируют, чтобы к ним была присоединена одноцепочечная ДНК, которая является комплементарной. Когда два антитела связываются с белком, комплементарные цепи отжигаются и образуют двухцепочечный сегмент ДНК, который затем можно амплифицировать с помощью ПЦР. Каждая пара антител, разработанная для одного белка, помечена другой последовательностью ДНК. Затем можно секвенировать ДНК, амплифицированную с помощью ПЦР, и количественно определить уровни белка. [37]

Методы на основе масс-спектроскопии [ править ]

В протеомике, основанной на масс-спектроскопии, для идентификации пептидов необходимы три основных этапа: подготовка образца, разделение пептидов и идентификация пептидов. Несколько групп сосредоточили свое внимание на ооцитах или клетках на очень ранней стадии расщепления, поскольку эти клетки необычно велики и предоставляют достаточно материала для анализа. [38] [39] [40] Другой подход, протеомика отдельных клеток с помощью масс-спектрометрии (SCoPE-MS), позволил количественно определить тысячи белков в клетках млекопитающих с типичными размерами клеток (диаметр 10-15 мкм) путем объединения клеток-носителей и отдельных клеток. штрих-кодирование клеток. [41] [42] [43] [44] SCoPE-MS второго поколения, [45] SCoPE2, [46] [47]увеличили производительность за счет автоматизированной и миниатюрной пробоподготовки; [44] Одним из таких подходов является MAMS (Micro-Arrays for Mass Spectrometry), который обеспечивает аликвотирование на высоких скоростях за счет использования различий в смачиваемости между реципиентами и окружающими областями. [48] Это также улучшило количественную надежность и протеомный охват за счет управляемой данными оптимизации ЖХ-МС / МС [49] и идентификации пептидов. [50] Существует несколько методов выделения пептидов для анализа. К ним относятся подготовка проб с помощью фильтров , использование магнитных шариков или использование ряда реагентов и этапов центрифугирования. [51] [38] [40]  Разделение белков разного размера может быть выполнено с помощью капиллярного электрофореза (КЭ) или жидкостной хроматографии (ЖХ) (использование жидкостной хроматографии с масс-спектроскопией также известно как ЖХ-МС). [38] [39] [40] [41] Этот шаг упорядочивает пептиды перед количественным определением с помощью тандемной масс-спектроскопии (МС / МС). Основное различие между методами количественной оценки заключается в том, что некоторые используют метки на пептидах, такие как тандемные метки массы (TMT) или диметильные метки.которые используются для определения того, из какой клетки произошел определенный белок (белки, поступающие из каждой клетки, имеют разные метки), в то время как другие не используют метки (количественно определяют клетки по отдельности). Затем данные масс-спектроскопии анализируются путем обработки данных через базы данных, которые преобразуют информацию об идентифицированных пептидах для количественного определения уровней белка. [38] [39] [40] [41] [52] Эти методы очень похожи на те, которые используются для количественной оценки протеома больших клеток , с модификациями для приспособления к очень маленькому объему образца. [42]

Цель [ править ]

Цель изучения протеома - лучше понять активность клеток на уровне отдельных клеток. Поскольку белки отвечают за определение того, как действует клетка, понимание протеома отдельной клетки дает лучшее понимание того, как работает клетка и как изменяется экспрессия генов в клетке из-за различных стимулов окружающей среды. Хотя транскриптомика имеет ту же цель, что и протеомика, она не так точна при определении экспрессии генов в клетках, поскольку не учитывает посттранскрипционную регуляцию . [10] Транскриптомика по-прежнему важна, поскольку изучение разницы между уровнями РНК и белками может дать представление о том, какие гены посттранскрипционно регулируются.

Метаболомика [ править ]

Методы [ править ]

Существует четыре основных метода, используемых для количественной оценки метаболома отдельных клеток: детекция на основе флуоресценции, биосенсоры флуоресценции, биосенсоры FRET и масс-спектроскопия. Первые три перечисленных метода используют флуоресцентную микроскопию для обнаружения молекул в клетке. Обычно в этих анализах используются небольшие флуоресцентные метки, прикрепленные к интересующим молекулам, однако было показано, что это слишком инвазивно для метаболомики отдельных клеток и изменяет активность метаболитов. Текущее решение этой проблемы состоит в использовании флуоресцентных белков, которые будут действовать как детекторы метаболитов, флуоресцируя всякий раз, когда они связываются с интересующим метаболитом. [53]

Масс-спектроскопия становится наиболее часто используемым методом метаболомики отдельных клеток. Его преимущества заключаются в том, что нет необходимости разрабатывать флуоресцентные белки для всех интересующих молекул, и он способен обнаруживать метаболиты в диапазоне фемтомолей . [13] Подобно методам, обсуждаемым в протеомике, также был успех в сочетании масс-спектроскопии с методами разделения, такими как капиллярный электрофорез, для количественного определения метаболитов. Этот метод также позволяет обнаруживать метаболиты, присутствующие в фемтомольных концентрациях. [53] Другой метод, использующий капиллярный микропробоотбор в сочетании с масс-спектрометрией с разделением ионной подвижности, был продемонстрирован для увеличения молекулярного охвата и разделения ионов для метаболомики отдельных клеток.[19] [54] Исследователи пытаются разработать метод, который может удовлетворить то, чего не хватает современным методам: высокая производительность, более высокая чувствительность к метаболитам, которые имеют меньшее количество или которые имеют низкую эффективность ионизации, хорошую воспроизводимость и позволяют количественно определять метаболиты. [55]

Цель [ править ]

Цель метаболомики единичных клеток - лучше понять на молекулярном уровне основные биологические темы, такие как рак, стволовые клетки, старение, а также развитие лекарственной устойчивости. В целом метаболомика в основном сосредоточена на понимании того, как клетки справляются со стрессами окружающей среды на молекулярном уровне, и на более динамичном понимании клеточных функций. [53]

Реконструкция траекторий развития [ править ]

Транскриптомные анализы отдельных клеток позволили реконструировать траектории развития. Ветвление этих траекторий описывает дифференцировку клеток. Были разработаны различные методы реконструкции ветвящихся траекторий развития на основе транскриптомных данных отдельных клеток. [56] [57] [58] [59] Они используют различные продвинутые математические концепции от оптимального транспорта [58] до главных графов. [59] Некоторые программные библиотеки для реконструкции и визуализации траекторий дифференциации клонов находятся в свободном доступе в Интернете. [60]

Взаимодействие между ячейками [ править ]

Межклеточные взаимодействия характеризуются стабильными и временными взаимодействиями.

См. Также [ править ]

  • Сортировка ячеек
  • Микромассивы для масс-спектрометрии
  • Одноклеточная изменчивость

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Wang D, Bodovitz S (июнь 2010 г.). «Анализ отдельных ячеек: новый рубеж в« омике » » . Тенденции в биотехнологии . 28 (6): 281–90. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2010.03.002 . PMC  2876223 . PMID  20434785 .
  2. ^ Habibi I, Cheong R, Lipniacki T, Levchenko A, Emamian ES, Abdi A (апрель 2017 г.). «Вычисление и измерение ошибок принятия решений по ячейкам с использованием данных по отдельным ячейкам» . PLOS Вычислительная биология . 13 (4): e1005436. Bibcode : 2017PLSCB..13E5436H . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1005436 . PMC 5397092 . PMID 28379950 .  
  3. ^ Меруан А, Рей-Вилламисар Н, Лу И, Лиади I, Ромен Г, Лу Дж и др. (Октябрь 2015 г.). «Автоматизированное профилирование индивидуальных взаимодействий между клетками с помощью высокопроизводительной покадровой микроскопии изображений в решетках с нанолунками (TIMING)» . Биоинформатика . 31 (19): 3189–97. DOI : 10.1093 / биоинформатики / btv355 . PMC 4693004 . PMID 26059718 .  
  4. ^ Альтшулер SJ, Wu LF (май 2010). «Клеточная неоднородность: имеют ли различия значение?» . Cell . 141 (4): 559–63. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.04.033 . PMC 2918286 . PMID 20478246 .  
  5. ^ Ху П, Чжан В, Синь Х, Дэн Г (2016-10-25). «Выделение и анализ отдельных клеток» . Границы клеточной биологии и развития . 4 : 116. DOI : 10,3389 / fcell.2016.00116 . PMC 5078503 . PMID 27826548 .  
  6. ^ Мора-Кастилья S, То C, Vaezeslami S, Morey R, Srinivasan S, Dumdie JN, et al. (Август 2016 г.). «Технологии миниатюризации для эффективной подготовки одноклеточной библиотеки для секвенирования следующего поколения» . Журнал автоматизации лабораторий . 21 (4): 557–67. DOI : 10.1177 / 2211068216630741 . PMC 4948133 . PMID 26891732 .  
  7. ↑ Zheng GX, Terry JM, Belgrader P, Ryvkin P, Bent ZW, Wilson R и др. (Январь 2017 г.). «Массивно параллельное цифровое транскрипционное профилирование отдельных клеток» . Nature Communications . 8 : 14049. Bibcode : 2017NatCo ... 814049Z . DOI : 10.1038 / ncomms14049 . PMC 5241818 . PMID 28091601 .  
  8. ^ Mercatelli D, Бальбони N, Palma A, E Алео, Санна PP, Perini G, Гиорги FM (январь 2021). «Анализ одноклеточной генной сети и транскрипционный ландшафт MYCN-амплифицированных клеточных линий нейробластомы» . Биомолекулы . 11 (2). DOI : 10.3390 / biom11020177 . PMID 33525507 . 
  9. ^ а б Хуанг Л., Ма Ф, Чепмен А., Лу С., Се XS (2015). "Одноклеточная амплификация всего генома и секвенирование: методология и приложения". Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 16 (1): 79–102. DOI : 10.1146 / annurev-genom-090413-025352 . PMID 26077818 . S2CID 12987987 .  
  10. ↑ a b Wu AR, Wang J, Streets AM, Huang Y (июнь 2017 г.). «Транскрипционный анализ одной клетки». Ежегодный обзор аналитической химии . 10 (1): 439–462. DOI : 10,1146 / annurev-anchem-061516-045228 . PMID 28301747 . S2CID 40069109 .  
  11. ^ Tsioris K, Torres AJ, Дус TB, Любовь JC (2014). «Новый набор инструментов для оценки отдельных ячеек» . Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии . 5 : 455–77. DOI : 10,1146 / annurev-chembioeng-060713-035958 . PMC 4309009 . PMID 24910919 .  
  12. ^ Comi TJ, Do TD, Рубахин SS, Sweedler СП (март 2017). «Категоризация клеток на основе их химических профилей: прогресс в масс-спектрометрии одиночных клеток» . Журнал Американского химического общества . 139 (11): 3920–3929. DOI : 10.1021 / jacs.6b12822 . PMC 5364434 . PMID 28135079 .  
  13. ^ a b Чжан Л., Вертес А. (апрель 2018 г.). "Одноклеточные подходы к масс-спектрометрии для изучения клеточной неоднородности" . Angewandte Chemie . 57 (17): 4466–4477. DOI : 10.1002 / anie.201709719 . PMID 29218763 . S2CID 4928231 .  
  14. ^ Slavov N (июнь 2020). «Одноклеточный анализ белков с помощью масс-спектрометрии». Текущее мнение в химической биологии . 60 : 1–9. arXiv : 2004.02069 . DOI : 10.1016 / j.cbpa.2020.04.018 . PMID 32599342 . S2CID 219966629 .  
  15. ^ Шпехт H, Slavov N (август 2018). «Возможности трансформации одноклеточной протеомики» . Журнал протеомных исследований . 17 (8): 2565–2571. DOI : 10.1021 / acs.jproteome.8b00257 . PMC 6089608 . PMID 29945450 .  
  16. ^ Slavov N (январь 2020). «Открытие протеома в одиночных клетках» . Наука . 367 (6477): 512–513. Bibcode : 2020Sci ... 367..512S . DOI : 10.1126 / science.aaz6695 . PMC 7029782 . PMID 32001644 .  
  17. ^ Ли JH (июль 2017). "Реконструкция экспрессии гена De Novo в космосе" . Тенденции в молекулярной медицине . 23 (7): 583–593. DOI : 10.1016 / j.molmed.2017.05.004 . PMC 5514424 . PMID 28571832 .  
  18. ^ Гросс А, Schoendube J, S Циммерман, Steeb М, Zengerle Р, Р Koltay (июль 2015). «Технологии одиночной изоляции» . Международный журнал молекулярных наук . 16 (8): 16897–919. DOI : 10.3390 / ijms160816897 . PMC 4581176 . PMID 26213926 .  
  19. ^ а б Чжан Л., Вертес А. (октябрь 2015 г.). «Энергетический заряд, окислительно-восстановительное состояние и обмен метаболитов в единичных человеческих гепатоцитах, выявленных с помощью масс-спектрометрии с капиллярной микросэмплингом» . Аналитическая химия . 87 (20): 10397–405. DOI : 10.1021 / acs.analchem.5b02502 . PMID 26398405 . 
  20. Перейти ↑ Faria EC, Gardner P (январь 2012 г.). Линдстрем С., Андерссон-Сван Х (ред.). «Анализ отдельных эукариотических клеток с помощью пинцета комбинационного рассеяния». Методы молекулярной биологии . Методы молекулярной биологии. Humana Press. 853 : 151–67. DOI : 10.1007 / 978-1-61779-567-1_12 . ISBN 9781617795664. PMID  22323146 .
  21. ^ Narayanamurthy В, Нагараджан S, Samsuri F, Сридхар ТМ (2017-06-30). «Микрожидкостная гидродинамическая ловушка для анализа отдельных клеток: механизмы, методы и приложения» . Аналитические методы . 9 (25): 3751–3772. DOI : 10.1039 / C7AY00656J . ISSN 1759-9679 . 
  22. ^ Бабаян А, Алави М, Гормли М, Мюллер В., Викман Х, МакМуллин Р.П. и др. (Август 2017 г.). «Сравнительное исследование амплификации всего генома и секвенирования следующего поколения единичных раковых клеток» . Oncotarget . 8 (34): 56066–56080. DOI : 10.18632 / oncotarget.10701 . PMC 5593545 . PMID 28915574 .  
  23. ^ Связующее В, Bartenhagen С, Okpanyi В, Gombert М, Moehlendick В, Бехренс В, и др. (Октябрь 2014 г.). «Новый рабочий процесс для полногеномного секвенирования отдельных клеток человека». Мутация человека . 35 (10): 1260–70. DOI : 10.1002 / humu.22625 . PMID 25066732 . S2CID 27392899 .  
  24. ^ Боргстрем Е, Paterlini М, Плесень JE, Фрисен Дж, Lundeberg J (2017). «Сравнение методов амплификации всего генома для секвенирования экзома одной клетки человека» . PLOS ONE . 12 (2): e0171566. Bibcode : 2017PLoSO..1271566B . DOI : 10.1371 / journal.pone.0171566 . PMC 5313163 . PMID 28207771 .  
  25. ^ Нормэнд E, Qdaisat S, Bi W, Шоу C, Ван ден Veyver I, Beaudet A, Breman A (сентябрь 2016). «Сравнение трех методов полногеномной амплификации для обнаружения геномных аберраций в отдельных клетках». Пренатальная диагностика . 36 (9): 823–30. DOI : 10.1002 / pd.4866 . PMID 27368744 . S2CID 5537482 .  
  26. ^ Вандер Plaetsen AS, Deleye L, Корнелис S, L Tilleman, Ван Nieuwerburgh F, DEFORCE D (декабрь 2017). «STR-профилирование и анализ вариации числа копий на отдельных сохраненных клетках с использованием современных методов амплификации всего генома» . Научные отчеты . 7 (1): 17189. Bibcode : 2017NatSR ... 717189V . DOI : 10.1038 / s41598-017-17525-5 . PMC 5719346 . PMID 29215049 .  
  27. ^ Kalisky T, Quake SR (апрель 2011). «Одноклеточная геномика». Природные методы . 8 (4): 311–4. DOI : 10.1038 / nmeth0411-311 . PMID 21451520 . S2CID 5601612 .  
  28. ^ Любека Е, Коскун А.Ф., Zhiyentayev Т, Ахмад М, Цай л (апрель 2014). «Одноклеточное профилирование РНК in situ путем последовательной гибридизации» . Природные методы . 11 (4): 360–1. DOI : 10.1038 / nmeth.2892 . PMC 4085791 . PMID 24681720 .  
  29. ^ Чен KH, Boettiger А.Н., Moffitt JR, Ван S, Чжуан X (апрель 2015). «Визуализация РНК. Пространственно разрешенное, высоко мультиплексное профилирование РНК в отдельных клетках» (PDF) . Наука . 348 (6233): ааа6090. DOI : 10.1126 / science.aaa6090 . PMC 4662681 . PMID 25858977 .   
  30. ^ a b Леви Э, Славов Н (октябрь 2018 г.). «Анализ белков отдельных клеток для системной биологии» . Очерки биохимии . 62 (4): 595–605. DOI : 10.1042 / EBC20180014 . PMC 6204083 . PMID 30072488 .  
  31. ^ Slavov N (январь 2020). «Открытие протеома в одиночных клетках» . Наука . 367 (6477): 512–513. Bibcode : 2020Sci ... 367..512S . DOI : 10.1126 / science.aaz6695 . PMC 7029782 . PMID 32001644 .  
  32. ^ Зражевский P, True LD, Гао X (октябрь 2013 года). «Многоцветное многоцикловое молекулярное профилирование с квантовыми точками для анализа отдельных клеток» . Протоколы природы . 8 (10): 1852–69. DOI : 10.1038 / nprot.2013.112 . PMC 4108347 . PMID 24008381 .  
  33. ^ a b Giedt RJ, Pathania D, Carlson JC, McFarland PJ, Del Castillo AF, Juric D, Weissleder R (октябрь 2018 г.). «Анализ одноклеточного штрих-кода обеспечивает быстрое считывание клеточных сигнальных путей в клинических образцах» . Nature Communications . 9 (1): 4550. Bibcode : 2018NatCo ... 9.4550G . DOI : 10.1038 / s41467-018-07002-6 . PMC 6208406 . PMID 30382095 .  
  34. ^ а б Лин Дж. Р., Изар Б., Ван С., Япп С., Мей С., Шах П. М. и др. (Июль 2018 г.). Чакраборти А.К., Радж А., Марр С., Хорват П. (ред.). «Высоко мультиплексная иммунофлуоресцентная визуализация тканей и опухолей человека с использованием t-CyCIF и обычных оптических микроскопов» . eLife . 7 : e31657. DOI : 10.7554 / eLife.31657 . PMC 6075866 . PMID 29993362 .  
  35. ^ Наир Н., Мей Х.Э., Чен С.Ю., Хейл М., Нолан Г.П., Маеккер Х.Т. и др. (Май 2015 г.). «Массовая цитометрия как платформа для открытия клеточных биомаркеров для руководства эффективной терапией ревматических заболеваний» . Исследования и терапия артрита . 17 : 127. DOI : 10,1186 / s13075-015-0644-Z . PMC 4436107 . PMID 25981462 .  
  36. ^ Spitzer MH, Нолан GP (май 2016). «Массовая цитометрия: отдельные клетки, многие особенности» . Cell . 165 (4): 780–91. DOI : 10.1016 / j.cell.2016.04.019 . PMC 4860251 . PMID 27153492 .  
  37. ↑ Gong H, Holcomb I, Ooi A, Wang X, Majonis D, Unger MA, Ramakrishnan R (январь 2016 г.). «Простой метод получения антител, конъюгированных с олигонуклеотидами, и его применение при обнаружении мультиплексных белков в одиночных клетках» . Биоконъюгатная химия . 27 (1): 217–25. DOI : 10.1021 / acs.bioconjchem.5b00613 . PMID 26689321 . 
  38. ^ a b c d Lombard-Banek C, Reddy S, Moody SA, Nemes P (август 2016 г.). «Безметки количественная оценка белков в одиночных эмбриональных клетках с нервной судьбой в эмбрионе лягушки на стадии дробления (Xenopus laevis) с использованием капиллярного электрофореза с ионизацией электрораспылением с высоким разрешением масс-спектрометрии (CE-ESI-HRMS)» . Молекулярная и клеточная протеомика . 15 (8): 2756–68. DOI : 10.1074 / mcp.M115.057760 . PMC 4974349 . PMID 27317400 .  
  39. ^ a b c Sun L, Dubiak KM, Peuchen EH, Zhang Z, Zhu G, Huber PW, Dovichi NJ (июль 2016 г.). «Протеомика отдельных клеток с использованием бластомеров лягушки (Xenopus laevis), выделенных из зародышей на ранней стадии, которые формируют геометрическую прогрессию содержания белка» . Аналитическая химия . 88 (13): 6653–7. DOI : 10.1021 / acs.analchem.6b01921 . PMC 4940028 . PMID 27314579 .  
  40. ^ a b c d Virant-Klun I, Leicht S, Hughes C, Krijgsveld J (август 2016 г.). «Идентификация белков, специфичных для созревания, с помощью одноклеточной протеомики человеческих ооцитов» . Молекулярная и клеточная протеомика . 15 (8): 2616–27. DOI : 10.1074 / mcp.M115.056887 . PMC 4974340 . PMID 27215607 .  
  41. ^ a b c Будник Б, Леви Э, Славов Н (2017-03-15). «Масс-спектрометрия отдельных клеток млекопитающих количественно определяет гетерогенность протеома во время дифференцировки клеток». bioRxiv 10.1101 / 102681 . 
  42. ^ a b "SCoPE-MS - Наконец-то мы можем заняться протеомикой отдельных клеток !!!" . Новости в исследованиях протеомики . 2017-03-09 . Проверено 28 июня 2017 .
  43. ^ "Одноклеточная протеомика - Блог лаборатории Славова" . Блог Slavov Lab . 2017-06-06 . Проверено 27 июня 2017 .
  44. ^ a b Specht H, Harmange G, Perlman DH, Emmott E, Niziolek Z, Budnik B, Slavov N ​​(2018-08-25). «Автоматизированная пробоподготовка для высокопроизводительной одноклеточной протеомики» . bioRxiv : 399774. дои : 10,1101 / 399774 .
  45. ^ Будник Б, Леви Э, Харманге Г, Славов Н (октябрь 2018). «SCoPE-MS: масс-спектрометрия отдельных клеток млекопитающих количественно определяет гетерогенность протеома во время дифференцировки клеток» . Геномная биология . 19 (1): 161. DOI : 10.1186 / s13059-018-1547-5 . PMC 6196420 . PMID 30343672 .  
  46. ^ Шпехта Н, Эммотты Е, Т Коллер, Славы N (2019-07-09). «Высокопроизводительная одноклеточная протеомика количественно определяет возникновение неоднородности макрофагов» . bioRxiv . DOI : 10.1101 / 665307 .
  47. ^ Specht H, Emmott E, Petelski AA, Huffman RG, Perlman DH, Serra M и др. (Январь 2021 г.). «Одноклеточный протеомный и транскриптомный анализ гетерогенности макрофагов с использованием SCoPE2» . Геномная биология . 22 (1): 50. DOI : 10.1186 / s13059-021-02267-5 . PMC 7839219 . PMID 33504367 .  
  48. ^ Urban PL, Jefimovs K, Amantonico A, Fagerer SR, Schmid T, Mädler S и др. (Декабрь 2010 г.). «Микромассивы высокой плотности для масс-спектрометрии». Лаборатория на чипе . 10 (23): 3206–9. DOI : 10.1039 / C0LC00211A . PMID 20938499 . S2CID 8747868 .  
  49. ↑ Huffman RG, Chen A, Specht H, Slavov N ​​(июнь 2019). "DO-MS: Оптимизация методов масс-спектрометрии на основе данных" . Журнал протеомных исследований . 18 (6): 2493–2500. DOI : 10.1021 / acs.jproteome.9b00039 . PMC 6737531 . PMID 31081635 .  
  50. ↑ Chen AT, Franks A, Slavov N ​​(июль 2019). Кокс Дж (ред.). «DART-ID увеличивает покрытие протеома одной клетки» . PLOS Вычислительная биология . 15 (7): e1007082. Bibcode : 2019PLSCB..15E7082C . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1007082 . PMC 6625733 . PMID 31260443 .  
  51. ^ Вишневски JR, Zougman A, Нагарадж N, Mann M (май 2009). «Универсальный метод пробоподготовки для протеомного анализа». Методы природы . 6 (5): 359–62. DOI : 10.1038 / nmeth.1322 . PMID 19377485 . S2CID 205418951 .  
  52. ^ Смитс AH, Lindeboom RG, Перино M, ван Heeringen SJ, Веенстра GJ, Vermeulen M (сентябрь 2014). «Глобальная абсолютная количественная оценка показывает жесткую регуляцию экспрессии белка в отдельных яйцах Xenopus» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (15): 9880–91. DOI : 10.1093 / NAR / gku661 . PMC 4150773 . PMID 25056316 .  
  53. ^ a b c Зеноби Р. (декабрь 2013 г.). «Метаболомика одноклеточных: аналитические и биологические перспективы». Наука . 342 (6163): 1243259. DOI : 10.1126 / science.1243259 . PMID 24311695 . S2CID 21381091 .  
  54. ↑ Zhang L, Foreman DP, Grant PA, Shrestha B, Moody SA, Villiers F и др. (Октябрь 2014 г.). «Метаболический анализ in situ отдельных растительных клеток с помощью капиллярной микросэмплинга и масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением с разделением ионной подвижности» . Аналитик . 139 (20): 5079–85. Bibcode : 2014Ana ... 139.5079Z . DOI : 10.1039 / C4AN01018C . PMID 25109271 . 
  55. ^ Duncan KD, Fyrestam J, Lanekoff I (январь 2019). «Достижения в метаболомике одиночных клеток на основе масс-спектрометрии» . Аналитик . 144 (3): 782–793. Bibcode : 2019Ana ... 144..782D . DOI : 10.1039 / C8AN01581C . PMID 30426983 . 
  56. ^ Haghverdi L, M Büttner, Вольф Ф.А., Buettner F, Тайс FJ (октябрь 2016). «Диффузионное псевдотовремя надежно реконструирует ветвление клонов» (PDF) . Природные методы . 13 (10): 845–8. DOI : 10.1038 / nmeth.3971 . PMID 27571553 . S2CID 3594049 .   
  57. ^ Сетти М. и др. Wishbone идентифицирует бифуркационные траектории развития на основе данных одной клетки. Nat. Biotechnol. 34. С. 637–645 (2016).
  58. ^ a b Шибингер Г., Шу Дж., Табака М., Клири Б., Субраманиан В., Соломон А. и др. (Февраль 2019). «Оптимальный транспортный анализ экспрессии генов одной клетки определяет траектории развития при репрограммировании» . Cell . 176 (4): 928–943.e22. DOI : 10.1016 / j.cell.2019.01.006 . PMC 6402800 . PMID 30712874 .  
  59. ^ а б Чен Х., Альберганте Л., Хсу Дж.Й., Ларо Калифорния, Ло Боско Дж., Гуан Дж. и др. (Апрель 2019 г.). «Реконструкция траекторий отдельных ячеек, исследование и отображение данных omics с помощью STREAM» . Nature Communications . 10 (1): 1903. Bibcode : 2019NatCo..10.1903C . DOI : 10.1038 / s41467-019-09670-4 . PMC 6478907 . PMID 31015418 .  
  60. ^ Pinello Lab. Исследование и картографирование с реконструкцией траектории одной ячейки