Science论文揭示细胞“魔法胶囊”问世:锁住DNA,让单个细胞接受“连环考”而不丢失身份


研究人员开发了一种基于胶囊的方法,使得通过多个实验步骤分析同一个细胞成为可能。这项技术克服了细胞研究中长期存在的限制,并可能为在单细胞水平研究疾病机制开辟新途径。

在于默奥大学访问教授 Linas Mazutis 及其研究团队发表在《科学》杂志上的一项研究中,他们介绍了一种用于分析单个细胞的新技术。该方法解决了细胞研究中一个长期存在的技术挑战:直到现在,科学家通常只能对每个细胞分析一次,这使得研究单个细胞如何变化或对不同实验条件作出反应变得困难。

"所有细胞都是不同的,理解这些差异是理解疾病的关键。"Linas Mazutis 说。

小胶囊保持细胞 DNA 完整

这项新技术基于研究人员称之为"半透性胶囊技术"的创新,使用每个包含一个单细胞的微型胶囊。这些胶囊有一个液体核心,周围包裹着一层薄薄的多孔膜。小分子,如酶和化学试剂,可以穿过膜,而像 DNA 和 RNA 这样的大分子则被保留在内部。

这使得使用标准实验室设备同时分析数十万个单个细胞成为可能。这些单个细胞可以被多次处理和分析,而不会丢失或被污染,这是以前的基于液滴的技术无法实现的。

"这些胶囊将微流体技术——一种处理极少量液体的技术的速度与传统实验室工作流程的灵活性结合在一起。"Linas Mazutis 说。"这使得逐步执行高级分子生物学工作流程成为可能,同时保持每个细胞的遗传物质分离。"

更容易识别稀有细胞类型

研究人员还表明,细胞可以在胶囊内长时间保持存活,或者被分解以进行遗传分析。此外,他们引入了一种新的 RNA 测序方法,使得更容易识别脆弱或稀有的细胞类型——这些细胞在使用现有方法时常常消失。

据研究人员称,这项技术既简单又可扩展,使其适用于在生物学和医学研究中广泛使用。

从长远来看,它可能有助于更深入地了解疾病如何在细胞水平上产生,并帮助为更精确和个性化的治疗铺平道路。例如,研究人员可以使用该方法来研究同一肿瘤中的单个癌细胞如何对药物产生不同反应,或者识别驱动疾病但现有技术常常遗漏的稀有免疫细胞。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Denis Baronas et al, High-throughput single cell omics using semipermeable capsules, Science (2025). DOI: 10.1126/science.ady7227.


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