Implementation of FLEA-ChIP-Seq technology at single-cell level for the study of protein-DNA interactions (Q3216417)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3216417 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Implementation of FLEA-ChIP-Seq technology at single-cell level for the study of protein-DNA interactions |
Project Q3216417 in Spain |
Statements
10,000.0 Euro
0 references
20,000.0 Euro
0 references
50.0 percent
0 references
1 March 2020
0 references
1 December 2020
0 references
CENTRO DE REGULACION GENOMICA
0 references
Los organismos están formados por millones de células que comparten el mismo contenido genético pero que, sin embargo, tienen características distintivas y realizan funciones muy diversas. Esto sucede porque cada tipo de célula expresa una colección específica de genes que la caracteriza y la distingue de otros tipos celulares. Tal escenario es posible gracias a los mecanismos epigenéticos que regulan de manera minuciosa la expresión génica. Como consecuencia, las poblaciones celulares también presentan identidades epigenéticas diferenciadas entre ellas. En este contexto, el estudio de estos perfiles epigenéticos resulta esencial para comprender la regulación de genes en poblaciones celulares normales y aberrantes, dado que la desregulación de estos mecanismos se encuentra fuertemente asociada a múltiples enfermedades como el cáncer, trastornos neurológicos y patologías inmunológicas._x000D_ Gracias al creciente desarrollo de las tecnologías de secuenciación masiva, la posibilidad de realizar estudios genómicos a nivel de células aisladas (de una sola célula o ¿single-cell¿) se ha convertido en una realidad en los últimos años. La caracterización del epigenoma a nivel ¿single cell¿ nos proporciona información adicional, como el estado de diferenciación de cada célula, su origen y los linajes clonales que se derivan de ella._x000D_ La inmunoprecipitación de cromatina (ChIP) es la técnica elegida por la mayoría de los laboratorios para estudiar las interacciones ADN-proteína. Sin embargo, actualmente no existe ninguna tecnología en el mercado que resulte eficiente, fiable y fácil de implementar para la realización de experimentos de ChIP-Seq a nivel ¿single cell¿. Hasta ahora, solamente un estudio, publicado en 2015, ha propuesto un método para la realización de dicho ensayo; posteriormente, no se ha reportado ningún otro trabajo usando la misma tecnología ni se ha desarrollado ninguna aplicación comercial, lo que indica que la implementación de la técnica no es trivial. En nuestro grupo, hemos desarrollado un método innovador, llamado FLEA-ChIP, para identificar interacciones ADN-proteína a nivel genómico con poco material (hasta 100 células). Esta técnica permite caracterizar, de forma altamente específica y de manera reproducible, el perfil epigenético de diferentes poblaciones o tipos celulares, y está especialmente indicada para trabajos con muestras raras y difíciles de obtener, ya sea de células en cultivo o de tejidos._x000D_ El objetivo principal de este proyecto es implementar la tecnología FLEA-ChIP para el análisis de interacciones ADN-proteína a nivel ¿single cell¿, desarrollando un protocolo nuevo e innovador tanto para células en cultivo como para células provenientes de tejidos desagregados. Para ello, proponemos, primero, adaptar el protocolo FLEA-ChIP a células aisladas y, segundo, incorporar tecnologías ¿droplet-based¿ (también conocidas como sistemas micro-fluidos) para aumentar la eficiencia y permitir la automatización de la técnica. Se investigarán diferentes estrategias para la fragmentación de la cromatina y la ligación de adaptadores y, en última instancia, se evaluarán diferentes sistemas de micro-fluidos para garantizar la optimización de la técnica, así como para facilitar la futura comercialización de la misma._x000D_ Creemos que el single-cell FLEA-ChIP representará una tecnología de vanguardia en el campo epigenético, ya que permitirá analizar con resolución de una sola célula el epigenoma de poblaciones celulares específicas. Este tipo de estudios son cruciales para comprender los mecanismos transcripcionales específicos de poblaciones raras, por ejemplo, células madre tumorales, ya que permitirán rastrear los linajes clonales de estas células para caracterizar en detalle la memoria celular y la regulación génica a lo largo del desarrollo tumoral. En un futuro, esperamos que esta tecnología, junto a otras técnicas ¿single-cell¿, alcancen el sistema sanitario, donde representarán un avance clave para la implementación de la medicina personalizada. Esperamos que el método single-cell FLEA-ChIP se convierta en el protocolo de referencia para la realización de experimentos de single-cell ChIP en la comunidad científica, ocupando la brecha tecnológica que existe hoy en día para esta metodología en el mercado. (Spanish)
0 references
Organisms are formed by millions of cells that share the same genetic content but, nevertheless, present distinctive characteristics and perform very different functions. Namely, each cell type expresses a specific collection of genes that characterizes and distinguishes it from other cell types, due to the epigenetic mechanisms that tightly regulate gene expression. Thus, cell populations have differentiated epigenetic identities, this is, the pattern of epigenetic features that distinguishes them from the other cells. In this context, the study of these epigenetic landscape turns to be essential to understand gene regulation in healthy and disease populations, as deregulation of these regulatory mechanisms is tightly associated to important diseases like cancer, neurological disorders and immunologic pathologies. _x000D_ Thanks to the growing development of next-generation sequencing technologies, the challenge of performing genomic studies at the level of isolated cells (single-cell) has become a reality in the recent years. The characterization of the epigenome at the single-cell level will provide additional information, such as the differentiation status of each cell, its origin and the clonal lineages that derive from it._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is the technique chosen by most laboratories to study the particular epigenomic signature of tissues and cell types. However, no technologies exist up to date to efficiently, reliably and easily allow to perform ChIP-Seq experiments at single cell level. Up to present, just one study has been reported, in 2015, but no other work has been subsequently published nor commercial application launched in the market based on this technology, indicating that its implementation is not trivial. In our group, we have developed an innovative method, called FLEA-ChIP, to identify DNA-protein interactions at genome-wide level in ultra-low-input samples (down to 100 cells). This technique allows to characterize, in a highly specific and reproducible manner, the epigenetic state of different population or cell types, especially from rare and difficult-to-collect samples, either from cultured cells or tissues._x000D_ The main aim of the proposal is to push the limits of the FLEA-ChIP technology and implement it for the analysis of DNA-protein interactions at single-cell level, developing a novel and innovative protocol for both cultured cells and cells from disaggregated tissues. To do so, we propose, first, to adapt the FLEA-ChIP protocol to single-cell and, next, to incorporate it into droplet-based technologies (microfluidic systems), to increase efficiency and to allow for automation of the technique. Different strategies for chromatin fragmentation and adapter ligation and, ultimately, several microfluidics systems will be evaluated to ensure optimization of the technique, as well as to facilitate its future commercialization._x000D_ We envision single-cell FLEA-ChIP to become a cutting-edge technology in the epigenetic field, as it will allow for the analysis of the epigenome of particular cell populations from healthy and diseased tissues at single-cell resolution. Such kind of studies are crucial to understand gene regulatory mechanisms that are specific for rare and heterogeneous populations cells, such as tumor stem cells, as they will allow to track down the clonal linages to further characterize cell memory and transcriptional regulation along tumor progression. Eventually, this technology, altogether with other single-cell approaches, is expected to reach the healthcare system, where it will represent a key advance in personalized medicine implementation. We expect the FLEA-ChIP method to become the reference protocol for single-cell ChIP experiments among the research community, as well as to fill the technological gap existing for this methodology in the market. (English)
0.6263226634678711
0 references
Les organismes sont composés de millions de cellules qui partagent le même contenu génétique mais qui, cependant, ont des caractéristiques distinctives et remplissent des fonctions très diverses. Cela se produit parce que chaque type de cellule exprime une collection spécifique de gènes qui le caractérise et le distingue des autres types de cellules. Un tel scénario est possible grâce à des mécanismes épigénétiques qui régulent soigneusement l’expression des gènes. Par conséquent, les populations cellulaires ont également des identités épigénétiques différentes entre elles. Dans ce contexte, l’étude de ces profils épigénétiques est essentielle pour comprendre la régulation des gènes dans les populations cellulaires normales et aberrantes, puisque la déréglementation de ces mécanismes est fortement associée à de multiples maladies telles que le cancer, les troubles neurologiques et les pathologies immunologiques._x000D_ Grâce au développement croissant des technologies de séquençage de masse, la possibilité de mener des études génomiques au niveau des cellules isolées (d’une seule cellule ou «cellule unique») est devenue une réalité ces dernières années. La caractérisation de l’épigénome au niveau de la cellule nous fournit des informations supplémentaires, telles que l’état de différenciation de chaque cellule, son origine et les lignées clonales qui en dérivent._x000D_ L’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) est la technique choisie par la plupart des laboratoires pour étudier les interactions ADN-protéines. Cependant, il n’existe actuellement sur le marché aucune technologie efficace, fiable et facile à mettre en œuvre pour réaliser des expériences ChIP-Seq au niveau cellulaire. À ce jour, une seule étude, publiée en 2015, a proposé une méthode pour réaliser un tel test; par la suite, aucun autre travail n’a été signalé utilisant la même technologie et aucune application commerciale n’a été mise au point, ce qui indique que la mise en œuvre de la technique n’est pas banale. Dans notre groupe, nous avons développé une méthode innovante, appelée FLEA-ChIP, pour identifier les interactions ADN-protéines au niveau génomique avec peu de matériel (jusqu’à 100 cellules). Cette technique permet de caractériser, de manière hautement spécifique et reproductible, le profil épigénétique de différentes populations ou types de cellules, et est particulièrement adaptée au travail avec des échantillons rares et difficiles à obtenir, qu’il s’agisse de cellules ou de tissus cultivés._x000D_ L’objectif principal de ce projet est de mettre en œuvre la technologie FLEA-ChIP pour l’analyse des interactions ADN-protéines au niveau cellulaire, en développant un protocole nouveau et innovant pour les cellules cultivées et les cellules issues de tissus désaggrégés. À cette fin, nous proposons, d’une part, d’adapter le protocole FLEA-ChIP aux cellules isolées et, d’autre part, d’intégrer des technologies «à base de gouttelettes» (également appelées systèmes microfluides) afin d’accroître l’efficacité et de permettre l’automatisation de la technique. Différentes stratégies de fragmentation de la chromatine et de fixation de l’adaptateur seront étudiées et, en fin de compte, différents systèmes de micro-fluides seront évalués pour assurer l’optimisation de la technique, ainsi que pour faciliter la commercialisation future de la technique._x000D_ Nous croyons que le FLEA-ChIP monocellulaire représentera une technologie de pointe dans le domaine épigénétique, car il permettra à une seule cellule d’analyser avec résolution l’épigénome de populations cellulaires spécifiques. Ces types d’études sont cruciaux pour comprendre les mécanismes transcriptionnels spécifiques de populations rares, par exemple les cellules souches tumorales, car ils permettront de suivre les lignées clonales de ces cellules afin de caractériser en détail la mémoire cellulaire et la régulation des gènes tout au long du développement de la tumeur. À l’avenir, nous espérons que cette technologie, ainsi que d’autres techniques, arriveront au système de santé, où elles constitueront une avancée clé dans la mise en œuvre de la médecine personnalisée. Nous espérons que la méthode FLEA-ChIP monocellulaire deviendra le protocole de référence pour la conduite d’expériences ChIP monocellulaires dans la communauté scientifique, occupant le fossé technologique qui existe aujourd’hui pour cette méthodologie sur le marché. (French)
5 December 2021
0 references
Organismen bestehen aus Millionen von Zellen, die denselben genetischen Inhalt haben, die jedoch unverwechselbare Eigenschaften aufweisen und sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen. Dies geschieht, weil jeder Zelltyp eine spezifische Sammlung von Genen ausdrückt, die sie charakterisieren und von anderen Zelltypen unterscheiden. Ein solches Szenario ist dank epigenetischer Mechanismen möglich, die die Genexpression sorgfältig regulieren. Als Ergebnis haben Zellpopulationen auch unterschiedliche epigenetische Identitäten zwischen ihnen. In diesem Zusammenhang ist die Untersuchung dieser epigenetischen Profile unerlässlich, um die Regulation von Genen in normalen und aberranten Zellpopulationen zu verstehen, da die Deregulierung dieser Mechanismen stark mit multiplen Erkrankungen wie Krebs, neurologischen Störungen und immunologischen Pathologien verbunden ist._x000D_ Dank der zunehmenden Entwicklung von Massensequenzierungstechnologien ist die Möglichkeit, genomische Studien auf Ebene isolierter Zellen (eine einzige Zelle oder „Einzelzell“) durchzuführen, in den letzten Jahren Realität geworden. Epigenoma Charakterisierung auf Zellebene liefert uns zusätzliche Informationen, wie z. B. den Differenzierungszustand jeder Zelle, ihren Ursprung und die daraus abgeleiteten klonalen Linien._x000D_ Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) ist die von den meisten Labors gewählte Methode zur Untersuchung von DNA-Protein-Wechselwirkungen. Derzeit gibt es jedoch keine Technologie auf dem Markt, die effizient, zuverlässig und einfach umzusetzen ist, um ChIP-Seq-Experimente auf Zellebene durchzuführen. Bisher hat nur eine Studie, die 2015 veröffentlicht wurde, eine Methode zur Durchführung eines solchen Tests vorgeschlagen; anschließend wurden keine weiteren Arbeiten mit derselben Technologie gemeldet und es wurde keine kommerzielle Anwendung entwickelt, was darauf hindeutet, dass die Implementierung der Technik nicht trivial ist. In unserer Gruppe haben wir eine innovative Methode namens FLEA-ChIP entwickelt, um DNA-Protein-Interaktionen auf genomischer Ebene mit wenig Material (bis zu 100 Zellen) zu identifizieren. Diese Technik ermöglicht es, das epigenetische Profil unterschiedlicher Populationen oder Zelltypen auf sehr spezifische und reproduzierbare Weise zu charakterisieren und eignet sich besonders für die Arbeit mit seltenen und schwer zu erhaltenden Proben, sei es aus kultivierten Zellen oder Geweben._x000D_Das Hauptziel dieses Projekts ist die Umsetzung der FLEA-ChIP-Technologie für die DNA-Protein-Interaktionsanalyse auf Zellebene und die Entwicklung eines neuen und innovativen Protokolls sowohl für kultivierte Zellen als auch für Zellen aus disaggregierten Geweben. Zu diesem Zweck schlagen wir zum einen vor, das FLEA-ChIP-Protokoll an isolierte Zellen anzupassen und zweitens „dropletbasierte“ Technologien (auch als Mikrofluidsysteme bekannt) zu integrieren, um die Effizienz zu erhöhen und die Automatisierung der Technik zu ermöglichen. Verschiedene Strategien zur Fragmentierung von Chromatin und Adapterbindung werden untersucht und letztlich verschiedene Mikrofluidsysteme ausgewertet, um die Optimierung der Technik zu gewährleisten und die zukünftige Kommerzialisierung der Technik zu erleichtern._x000D_ Wir glauben, dass die einzellige FLEA-ChIP eine Spitzentechnologie im epigenetischen Bereich darstellen wird, da eine einzelne Zelle das Epigenom bestimmter Zellpopulationen mit Auflösung analysieren kann. Diese Arten von Studien sind entscheidend, um die spezifischen Transkriptionsmechanismen seltener Populationen, z. B. Tumorstammzellen, zu verstehen, da sie es ermöglichen, klonale Linien dieser Zellen zu verfolgen, um im Detail Zellgedächtnis und Genregulation während der Tumorentwicklung zu charakterisieren. In Zukunft hoffen wir, dass diese Technologie zusammen mit anderen Techniken das Gesundheitssystem erreichen wird, wo sie einen wichtigen Fortschritt bei der Umsetzung der personalisierten Medizin darstellen wird. Wir hoffen, dass die Single-cell FLEA-ChIP-Methode zum Referenzprotokoll für die Durchführung von Einzelzell-ChIP-Experimenten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft wird, wobei die technologische Lücke besteht, die heute für diese Methode auf dem Markt besteht. (German)
10 December 2021
0 references
Organismen bestaan uit miljoenen cellen die dezelfde genetische inhoud delen, maar die echter onderscheidende kenmerken hebben en zeer uiteenlopende functies vervullen. Dit gebeurt omdat elk celtype een specifieke verzameling genen uitdrukt die het karakteriseert en het onderscheidt van andere celtypen. Zo’n scenario is mogelijk dankzij epigenetische mechanismen die genexpressie zorgvuldig reguleren. Als gevolg daarvan, celpopulaties hebben ook verschillende epigenetische identiteiten tussen hen. In deze context is de studie van deze epigenetische profielen essentieel om de regulering van genen in normale en afwijkende celpopulaties te begrijpen, aangezien de deregulering van deze mechanismen sterk geassocieerd is met meerdere ziekten zoals kanker, neurologische aandoeningen en immunologische pathologieën._x000D_ Dankzij de toenemende ontwikkeling van massa-sequencingtechnologieën is de mogelijkheid om genomische studies uit te voeren op het niveau van geïsoleerde cellen (van een enkele cel of „enkelcellig”) de afgelopen jaren werkelijkheid geworden. Epigenoma karakterisering op het niveau van de cel geeft ons wel extra informatie, zoals de staat van differentiatie van elke cel, zijn oorsprong en de daaruit afgeleide klonale lineages._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is de techniek die door de meeste laboratoria is gekozen om DNA-eiwitinteracties te bestuderen. Er is momenteel echter geen technologie op de markt die efficiënt, betrouwbaar en gemakkelijk te implementeren is voor het uitvoeren van ChIP-Seq-experimenten op celniveau. Tot dusver heeft slechts één in 2015 gepubliceerde studie een methode voorgesteld om een dergelijke test uit te voeren; vervolgens is er geen ander werk gemeld met dezelfde technologie en is er geen commerciële toepassing ontwikkeld, wat erop wijst dat de toepassing van de techniek niet onbeduidend is. In onze groep hebben we een innovatieve methode ontwikkeld, genaamd FLEA-ChIP, om DNA-eiwitinteracties op genomisch niveau te identificeren met weinig materiaal (tot 100 cellen). Deze techniek maakt het mogelijk om, op een zeer specifieke en reproduceerbare manier, het epigenetische profiel van verschillende populaties of celtypen te karakteriseren en is vooral geschikt voor het werken met zeldzame en moeilijk te verkrijgen monsters, hetzij van gekweekte cellen of weefsels._x000D_ Het hoofddoel van dit project is FLEA-ChIP-technologie voor DNA-eiwitinteractieanalyse op celniveau te implementeren, en een nieuw en innovatief protocol voor zowel gekweekte cellen als cellen uit gedesaggregeerde weefsels te ontwikkelen. Daartoe stellen we ten eerste voor om het FLEA-ChIP-protocol aan te passen aan geïsoleerde cellen en ten tweede om „droplet-based” technologieën (ook bekend als microvloeistofsystemen) te integreren om de efficiëntie te verhogen en de automatisering van de techniek mogelijk te maken. Verschillende strategieën voor chromatinefragmentatie en adapterbinding zullen worden onderzocht en uiteindelijk zullen verschillende microvloeibare systemen worden geëvalueerd om de optimalisatie van de techniek te waarborgen, evenals om de toekomstige commercialisering van de techniek te vergemakkelijken._x000D_ Wij geloven dat de eencellige FLEA-ChIP een geavanceerde technologie in het epigenetische gebied zal vertegenwoordigen, omdat het een enkele cel in staat zal stellen om het epigenoom van specifieke celpopulaties te analyseren met resolutie. Deze soorten studies zijn cruciaal om de specifieke transcriptionele mechanismen van zeldzame populaties te begrijpen, b.v. tumorstamcellen, aangezien zij zullen toestaan om klonaallijnen van deze cellen te volgen om in detail celgeheugen en genregulering gedurende tumorontwikkeling te karakteriseren. In de toekomst hopen we dat deze technologie, samen met andere technieken, het gezondheidszorgsysteem zal bereiken, waar ze een belangrijke vooruitgang zullen betekenen in de implementatie van gepersonaliseerde geneeskunde. Wij hopen dat de eencellige FLEA-ChIP-methode het referentieprotocol zal worden voor het uitvoeren van eencellige ChIP-experimenten in de wetenschappelijke gemeenschap, waarbij de technologische kloof die vandaag bestaat voor deze methodologie in de markt wordt ingenomen. (Dutch)
17 December 2021
0 references
Gli organismi sono costituiti da milioni di cellule che condividono lo stesso contenuto genetico ma che, tuttavia, hanno caratteristiche distintive e svolgono funzioni molto diverse. Questo accade perché ogni tipo di cellula esprime una raccolta specifica di geni che lo caratterizza e lo distingue da altri tipi di cellule. Tale scenario è possibile grazie a meccanismi epigenetici che regolano attentamente l'espressione genica. Di conseguenza, le popolazioni cellulari hanno anche identità epigenetiche diverse tra di loro. In questo contesto, lo studio di questi profili epigenetici è essenziale per comprendere la regolazione dei geni nelle popolazioni cellulari normali e aberranti, poiché la deregolazione di questi meccanismi è fortemente associata a malattie multiple come il cancro, i disturbi neurologici e le patologie immunologiche._x000D_ Grazie al crescente sviluppo delle tecnologie di sequenziamento di massa, la possibilità di condurre studi genomici a livello di cellule isolate (di una singola cellula o "single-cellule") è diventata una realtà negli ultimi anni. La caratterizzazione dell'epigenoma a livello cellulare ci fornisce ulteriori informazioni, come lo stato di differenziazione di ogni cellula, la sua origine e i lignaggi clonali che ne derivano._x000D_ L'immunoprecipitazione cromatina (ChIP) è la tecnica scelta dalla maggior parte dei laboratori per studiare le interazioni DNA-proteine. Tuttavia, attualmente non esiste alcuna tecnologia sul mercato che sia efficiente, affidabile e facile da implementare per eseguire esperimenti ChIP-Seq a livello cellulare. Finora, solo uno studio, pubblicato nel 2015, ha proposto un metodo per effettuare tale prova; successivamente, nessun altro lavoro è stato riportato utilizzando la stessa tecnologia e non è stata sviluppata alcuna applicazione commerciale, indicando che l'implementazione della tecnica non è banale. Nel nostro gruppo, abbiamo sviluppato un metodo innovativo, chiamato FLEA-ChIP, per identificare le interazioni DNA-proteine a livello genomico con poco materiale (fino a 100 cellule). Questa tecnica permette di caratterizzare, in modo altamente specifico e riproducibile, il profilo epigenetico di diverse popolazioni o tipi di cellule, ed è particolarmente indicato per il lavoro con rari e difficili da ottenere campioni, sia da cellule coltivate che da tessuti._x000D_ L'obiettivo principale di questo progetto è quello di implementare la tecnologia FLEA-ChIP per l'analisi di interazione DNA-proteina a livello cellulare, sviluppando un nuovo e innovativo protocollo sia per le cellule coltivate che per le cellule da tessuti disaggregati. A tal fine, proponiamo, da un lato, di adattare il protocollo FLEA-ChIP alle celle isolate e, dall'altro, di incorporare tecnologie basate su goccioline (noti anche come sistemi microfluidi) per aumentare l'efficienza e consentire l'automazione della tecnica. Saranno studiate diverse strategie per la frammentazione della cromatina e il legame degli adattatori e, in ultima analisi, saranno valutati diversi sistemi microfluidi per garantire l'ottimizzazione della tecnica, nonché per facilitare la futura commercializzazione della tecnica._x000D_ Crediamo che il FLEA-ChIP monocellulare rappresenterà una tecnologia all'avanguardia nel campo epigenetico, in quanto consentirà a una singola cellula di analizzare con risoluzione l'epigenoma di popolazioni cellulari specifiche. Questi tipi di studi sono fondamentali per comprendere i meccanismi trascrizionali specifici delle popolazioni rare, ad esempio le cellule staminali tumorali, in quanto permetteranno di tracciare i lignaggi clonali di queste cellule per caratterizzare in dettaglio la memoria cellulare e la regolazione genica durante lo sviluppo del tumore. In futuro, ci auguriamo che questa tecnologia, insieme ad altre tecniche, raggiunga il sistema sanitario, dove rappresenterà un progresso fondamentale nell'attuazione della medicina personalizzata. Ci auguriamo che il metodo FLEA-ChIP monocellulare diventi il protocollo di riferimento per lo svolgimento di esperimenti a singola cellula ChIP nella comunità scientifica, occupando il gap tecnologico che esiste oggi per questa metodologia nel mercato. (Italian)
16 January 2022
0 references
Οι οργανισμοί σχηματίζονται από εκατομμύρια κύτταρα που έχουν το ίδιο γενετικό περιεχόμενο αλλά, παρ’ όλα αυτά, παρουσιάζουν διακριτά χαρακτηριστικά και επιτελούν πολύ διαφορετικές λειτουργίες. Συγκεκριμένα, κάθε κυτταρικός τύπος εκφράζει μια συγκεκριμένη συλλογή γονιδίων που την χαρακτηρίζει και τη διακρίνει από άλλους κυτταρικούς τύπους, λόγω των επιγενετικών μηχανισμών που ρυθμίζουν στενά την έκφραση των γονιδίων. Έτσι, οι κυτταρικοί πληθυσμοί έχουν διαφοροποιήσει επιγενετικές ταυτότητες, αυτό είναι, το πρότυπο των επιγενετικών χαρακτηριστικών που τους διακρίνει από τα άλλα κύτταρα. Στο πλαίσιο αυτό, η μελέτη αυτού του επιγενετικού τοπίου καθίσταται απαραίτητη για την κατανόηση της ρύθμισης των γονιδίων σε υγιείς πληθυσμούς και πληθυσμούς ασθενειών, καθώς η απορρύθμιση αυτών των ρυθμιστικών μηχανισμών συνδέεται στενά με σημαντικές ασθένειες όπως ο καρκίνος, οι νευρολογικές διαταραχές και οι ανοσολογικές παθολογίες. _x000D_ χάρη στην αυξανόμενη ανάπτυξη τεχνολογιών αλληλουχίας επόμενης γενιάς, η πρόκληση της διενέργειας γονιδιωματικών μελετών σε επίπεδο απομονωμένων κυττάρων (μονοκύτταρα) έχει γίνει πραγματικότητα τα τελευταία χρόνια. Ο χαρακτηρισμός του επιγονιδιώματος σε επίπεδο μονοκύτταρας θα παρέχει πρόσθετες πληροφορίες, όπως η διαφοροποίηση κάθε κυττάρου, η προέλευσή του και οι κλωνικές γενεές που προέρχονται από αυτό._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) είναι η τεχνική που επιλέγεται από τα περισσότερα εργαστήρια για τη μελέτη της ιδιαίτερης επιγονιδιωματικής υπογραφής ιστών και κυτταρικών τύπων. Ωστόσο, δεν υπάρχουν τεχνολογίες επικαιροποιημένες ώστε να επιτρέπουν την αποτελεσματική, αξιόπιστη και εύκολη εκτέλεση πειραμάτων ChIP-Seq σε επίπεδο μεμονωμένων κυττάρων. Μέχρι σήμερα, έχει αναφερθεί μόνο μία μελέτη, το 2015, αλλά καμία άλλη εργασία δεν δημοσιεύθηκε στη συνέχεια ούτε δρομολογήθηκε εμπορική εφαρμογή στην αγορά με βάση αυτή την τεχνολογία, γεγονός που δείχνει ότι η εφαρμογή της δεν είναι ασήμαντη. Στην ομάδα μας, έχουμε αναπτύξει μια καινοτόμο μέθοδο, που ονομάζεται FLEA-ChIP, για τον εντοπισμό αλληλεπιδράσεων DNA-πρωτεΐνης σε επίπεδο γονιδιώματος σε δείγματα εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης (μέχρι 100 κύτταρα). Η τεχνική αυτή επιτρέπει τον χαρακτηρισμό, με πολύ συγκεκριμένο και αναπαραγώγιμο τρόπο, της επιγενετικής κατάστασης διαφορετικών πληθυσμών ή κυτταρικών τύπων, ιδίως από σπάνια και δύσκολα στη συλλογή δείγματα, είτε από καλλιεργούμενα κύτταρα είτε ιστούς._x000D_ Ο κύριος στόχος της πρότασης είναι να ωθήσει τα όρια της τεχνολογίας FLEA-ChIP και να την εφαρμόσει για την ανάλυση των αλληλεπιδράσεων DNA-πρωτεΐνης σε μονοκύτταρο, αναπτύσσοντας ένα καινοτόμο και καινοτόμο πρωτόκολλο τόσο για τα καλλιεργούμενα κύτταρα όσο και για τα κύτταρα από αναλυτικούς ιστούς. Για να γίνει αυτό, προτείνουμε, πρώτον, να προσαρμοστεί το πρωτόκολλο FLEA-ChIP στα μονοκύτταρα και, στη συνέχεια, να ενσωματωθεί σε τεχνολογίες σταγονιδίων (μικροφθοριδικά συστήματα), να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα και να καταστεί δυνατή η αυτοματοποίηση της τεχνικής. Διαφορετικές στρατηγικές για τον θρυμματισμό χρωματίνης και την αποσύνθεση προσαρμογέα και, τελικά, διάφορα μικρορευστά συστήματα θα αξιολογηθούν για να εξασφαλιστεί η βελτιστοποίηση της τεχνικής, καθώς και για να διευκολυνθεί η μελλοντική εμπορευματοποίησή της._x000D_ Οραματιζόμαστε μονοκύτταρο FLEA-ChIP να γίνει μια τεχνολογία αιχμής στον επιγενετικό τομέα, καθώς θα επιτρέψει την ανάλυση του επιγονιδιώματος συγκεκριμένων κυτταρικών πληθυσμών από υγιείς και νοσούντες ιστούς σε μονοκυτταρική ανάλυση. Τέτοιου είδους μελέτες είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση των ρυθμιστικών μηχανισμών γονιδίων που είναι ειδικοί για σπάνια και ετερογενή πληθυσμιακά κύτταρα, όπως τα βλαστοκύτταρα όγκου, καθώς θα επιτρέψουν τον εντοπισμό των κλωνικών γονιδίων για τον περαιτέρω χαρακτηρισμό της κυτταρικής μνήμης και της μεταγραφικής ρύθμισης κατά μήκος της εξέλιξης του όγκου. Τελικά, η τεχνολογία αυτή, σε συνδυασμό με άλλες μονοκύτταρες προσεγγίσεις, αναμένεται να φθάσει στο σύστημα υγειονομικής περίθαλψης, όπου θα αποτελέσει βασική πρόοδο στην εφαρμογή της εξατομικευμένης ιατρικής. Αναμένουμε ότι η μέθοδος FLEA-ChIP θα καταστεί το πρωτόκολλο αναφοράς για τα μονοκύτταρα πειραμάτων ChIP μεταξύ της ερευνητικής κοινότητας, καθώς και να καλύψει το τεχνολογικό κενό που υπάρχει για αυτή τη μεθοδολογία στην αγορά. (Greek)
18 August 2022
0 references
Organismer dannes af millioner af celler, der deler det samme genetiske indhold, men som ikke desto mindre har særpræg og udfører meget forskellige funktioner. Nemlig, hver celletype udtrykker en specifik samling af gener, der karakteriserer og adskiller den fra andre celletyper, på grund af de epigenetiske mekanismer, der nøje regulerer genekspression. Således har cellepopulationer differentieret epigenetiske identiteter, dette er mønsteret af epigenetiske træk, der adskiller dem fra de andre celler. I denne forbindelse viser undersøgelsen af disse epigenetiske landskaber sig at være afgørende for at forstå genregulering i sunde og sygdomspopulationer, da deregulering af disse reguleringsmekanismer er tæt forbundet med vigtige sygdomme som kræft, neurologiske lidelser og immunologiske patologier. _x000D_ takket være den voksende udvikling af næste generations sekventeringsteknologier er udfordringen med at udføre genomiske undersøgelser på niveau med isolerede celler (enkeltcelle) blevet en realitet i de seneste år. Karakteriseringen af epigenomet på enkeltcelleniveau vil give yderligere oplysninger, som f.eks. differentieringsstatus for hver celle, dens oprindelse og de klonede slægter, der stammer fra den._x000D_ Chromatinimmunprecipitation (ChIP) er den teknik, som de fleste laboratorier har valgt til at undersøge den specifikke epigenomiske signatur af væv og celletyper. Der findes dog ingen teknologier, der er opdaterede til effektivt, pålideligt og nemt at udføre ChIP-Seq-forsøg på enkeltcelleniveau. Indtil nu er der kun blevet rapporteret om én undersøgelse i 2015, men der er ikke efterfølgende offentliggjort noget andet arbejde, og der er heller ikke iværksat kommercielle applikationer på markedet baseret på denne teknologi, hvilket tyder på, at dens gennemførelse ikke er ubetydelig. I vores gruppe har vi udviklet en innovativ metode, kaldet FLEA-ChIP, til at identificere DNA-protein interaktioner på genom-dækkende niveau i ultra-lav-input prøver (ned til 100 celler). Denne teknik gør det muligt på en meget specifik og reproducerbar måde at karakterisere den epigenetiske tilstand af forskellige populationer eller celletyper, især fra sjældne og vanskelige at indsamle prøver, enten fra dyrkede celler eller væv._x000D_ Hovedformålet med forslaget er at skubbe grænserne for FLEA-ChIP-teknologien og implementere den til analyse af DNA-proteininteraktioner på enkeltcelleniveau og udvikle en ny og innovativ protokol for både dyrkede celler og celler fra disaggregerede væv. For at gøre dette foreslår vi for det første at tilpasse FLEA-ChIP-protokollen til enkeltcelleprotokollen og dernæst at indarbejde den i dråbebaserede teknologier (mikrofluidsystemer), øge effektiviteten og muliggøre automatisering af teknikken. Forskellige strategier for chromatinfragmentering og adapterligation og, i sidste ende, flere mikrofluidiske systemer vil blive evalueret for at sikre optimering af teknikken, samt for at lette dens fremtidige kommercialisering._x000D_ Vi forestiller en enkeltcelle FLEA-ChIP at blive en banebrydende teknologi på det epigenetiske område, da det vil gøre det muligt at analysere epigenomet af bestemte cellepopulationer fra sunde og syge væv ved opløsning af en enkelt celle. En sådan form for undersøgelser er afgørende for at forstå genreguleringsmekanismer, der er specifikke for sjældne og heterogene populationer celler, såsom tumorstamceller, da de vil gøre det muligt at opspore clonal linages for yderligere at karakterisere cellehukommelse og transskriptionel regulering langs tumorprogression. I sidste ende forventes denne teknologi, sammen med andre enkeltcelletilgange, at nå frem til sundhedssystemet, hvor den vil udgøre et vigtigt fremskridt i gennemførelsen af personaliseret medicin. Vi forventer, at FLEA-ChIP-metoden bliver referenceprotokollen for enkeltcelle ChIP-forsøg blandt forskningsverdenen samt at udfylde den teknologiske kløft, der findes for denne metode på markedet. (Danish)
18 August 2022
0 references
Organismit muodostuvat miljoonista soluista, joilla on sama geneettinen sisältö, mutta joilla on kuitenkin omat ominaispiirteensä ja joilla on hyvin erilaiset toiminnot. Kukin solutyyppi ilmentää tiettyä geenikokoelmaa, joka luonnehtii ja erottaa sen muista solutyypeistä, koska geenin ilmentymistä säätelevät epigeneettiset mekanismit. Siten solupopulaatiot ovat eriytyneet epigeneettiset identiteetit, tämä on, kuvio epigeneettisiä ominaisuuksia, jotka erottavat ne muista soluista. Tässä yhteydessä näiden epigeneettisten maisemien tutkiminen on välttämätöntä, jotta ymmärretään geenien sääntelyä terveissä ja sairauksissa, koska näiden sääntelymekanismien sääntelyn purkaminen liittyy tiiviisti tärkeisiin sairauksiin, kuten syöpään, neurologisiin häiriöihin ja immunologisiin patologioihin. _x000D_ seuraavan sukupolven sekvensointitekniikoiden kasvavan kehityksen ansiosta genomitutkimusten tekeminen eristettyjen solujen tasolla (yksisolu) on toteutunut viime vuosina. Epigenomin karakterisointi yksisolutasolla antaa lisätietoja, kuten kunkin solun eriytymistilan, sen alkuperän ja siitä peräisin olevat klonaalilinjat._x000D_ Chromatiini-immunosaostuminen (ChIP) on menetelmä, jonka useimmat laboratoriot ovat valinneet tutkimaan kudosten ja solutyyppien erityisiä epigenomisia merkkejä. Käytössä ei kuitenkaan ole ajan tasalla olevia teknologioita, jotka mahdollistaisivat ChIP-Seq-kokeiden suorittamisen tehokkaasti, luotettavasti ja helposti yhden solun tasolla. Tähän asti on raportoitu vain yhdestä tutkimuksesta vuonna 2015, mutta mitään muuta työtä ei ole julkaistu eikä markkinoille ole käynnistetty kaupallisia sovelluksia, jotka perustuvat tähän teknologiaan, mikä osoittaa, että sen toteuttaminen ei ole vähäpätöistä. Ryhmässämme olemme kehittäneet innovatiivisen menetelmän nimeltä FLEA-ChIP, jonka avulla voidaan tunnistaa DNA-proteiinien yhteisvaikutukset genomin laajuisella tasolla erittäin pienituloisissa näytteissä (alle 100 solua). Tämän tekniikan avulla voidaan luonnehtia hyvin erityisellä ja toistettavissa olevalla tavalla eri populaatioiden tai solutyyppien epigeneettistä tilaa erityisesti harvinaisista ja vaikeasti kerättävistä näytteistä joko viljellyistä soluista tai kudoksista._x000D_ Ehdotuksen päätavoitteena on työntää FLEA-ChIP-teknologian rajoja ja ottaa se käyttöön DNA:n ja proteiinin vuorovaikutuksen analysoimiseksi yksisolutasolla ja kehittää uusi ja innovatiivinen protokolla sekä viljellyille soluille että eriytetyistä kudoksista peräisin oleville soluille. Tätä varten ehdotamme ensinnäkin FLEA-ChIP-protokollan mukauttamista yhteen soluun ja sen jälkeen sen sisällyttämistä pisaroihin perustuvaan teknologiaan (mikrofluidijärjestelmät), tehokkuuden lisäämistä ja tekniikan automatisointia. Kromatiinin sirpaloitumista ja sovitinta ja viime kädessä useita mikrofluidiikkajärjestelmiä koskevat erilaiset strategiat arvioidaan, jotta voidaan varmistaa tekniikan optimointi ja helpottaa sen tulevaa kaupallistamista._x000D_ Arvostamme yhden solun FLEA-ChIP:n kehittyvän epigeneettisen alan huipputeknologiaksi, koska sen avulla voidaan analysoida terveiden ja sairaiden kudosten tiettyjen solupopulaatioiden epigenomia yhden solun resoluutiolla. Tällaiset tutkimukset ovat ratkaisevan tärkeitä ymmärtää geenin sääntelymekanismeja, jotka ovat erityisiä harvinaisten ja heterogeenisten populaatioiden soluja, kuten kasvaimen kantasoluja, koska niiden avulla voidaan jäljittää klonaalilinageja edelleen luonnehtia solujen muisti ja transkriptionaalinen sääntely pitkin kasvaimen etenemistä. Viime kädessä tämän teknologian odotetaan saavuttavan terveydenhuoltojärjestelmän kokonaisuudessaan yhdessä muiden yksisoluisten lähestymistapojen kanssa, missä se on keskeinen edistysaskel yksilöllisen lääketieteen toteuttamisessa. Odotamme, että FLEA-ChIP-menetelmästä tulee tutkimusyhteisön yhden solun ChIP-kokeilujen viiteprotokolla sekä tämän menetelmän markkinoilla vallitsevan teknologisen aukon täyttäminen. (Finnish)
18 August 2022
0 references
L-organiżmi huma ffurmati minn miljuni ta’ ċelloli li għandhom l-istess kontenut ġenetiku iżda, madankollu, jippreżentaw karatteristiċi distintivi u jwettqu funzjonijiet differenti ħafna. Jiġifieri, kull tip ta’ ċellola jesprimi ġabra speċifika ta’ ġeni li tikkaratterizzaha u tiddistingwih minn tipi oħra ta’ ċelloli, minħabba l-mekkaniżmi epiġenetiċi li jirregolaw b’mod strett l-espressjoni tal-ġeni. Għalhekk, il-popolazzjonijiet taċ-ċelloli għandhom identitajiet epiġenetiċi differenzjati, dan huwa, il-mudell tal-karatteristiċi epiġenetiċi li jiddistingwihom miċ-ċelloli l-oħra. F’dan il-kuntest, l-istudju ta’ dan il-pajsaġġ epiġenetiku jsir essenzjali biex jinftiehem ir-regolamentazzjoni tal-ġeni f’popolazzjonijiet b’saħħithom u ta’ mard, peress li d-deregolamentazzjoni ta’ dawn il-mekkaniżmi regolatorji hija assoċjata mill-qrib ma’ mard importanti bħall-kanċer, il-mard newroloġiku u l-patoloġiji immunoloġiċi. _x000D_ grazzi għall-iżvilupp dejjem jikber tat-teknoloġiji tas-sekwenzjar tal-ġenerazzjoni li jmiss, l-isfida tat-twettiq ta’ studji ġenomiċi fil-livell ta’ ċelloli iżolati (ċellula waħda) saret realtà f’dawn l-aħħar snin. Il-karatterizzazzjoni tal-epiġenoma fil-livell ta’ ċellula waħda se tipprovdi informazzjoni addizzjonali, bħall-istatus ta’ differenzjazzjoni ta’ kull ċellola, l-oriġini tagħha u l-linji klonali li joħorġu minnha._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) hija t-teknika magħżula mill-biċċa l-kbira tal-laboratorji biex jistudjaw il-firma epiġenomika partikolari tat-tessuti u t-tipi ta’ ċelloli. Madankollu, ma jeżistu l-ebda teknoloġiji aġġornati biex b’mod effiċjenti, affidabbli u faċilment jippermettu li jitwettqu esperimenti ChIP-Seq fil-livell ta’ ċellola waħda. Sal-preżent, studju wieħed biss ġie rrappurtat, fl-2015, iżda l-ebda xogħol ieħor ma ġie sussegwentement ippubblikat u lanqas applikazzjoni kummerċjali mnedija fis-suq ibbażata fuq din it-teknoloġija, li jindika li l-implimentazzjoni tagħha mhijiex trivjali. Fil-grupp tagħna, żviluppajna metodu innovattiv, imsejjaħ FLEA-ChIP, biex nidentifikaw l-interazzjonijiet bejn id-DNA u l-proteini fil-livell tal-ġenoma kollha f’kampjuni b’input ultra-baxx (sa 100 ċellola). Din it-teknika tippermetti li jiġi kkaratterizzat, b’mod speċifiku ħafna u riproduċibbli, l-istat epiġenetiku ta’ tipi differenti ta’ popolazzjoni jew ċelloli, speċjalment minn kampjuni rari u li diffiċli jinġabru, jew minn ċelloli kkulturati jew tessuti._x000D_ L-għan ewlieni tal-proposta huwa li jiġu mbuttati l-limiti tat-teknoloġija FLEA-ChIP u tiġi implimentata għall-analiżi tal-interazzjonijiet bejn id-DNA u l-proteina fil-livell ta’ ċellola waħda, l-iżvilupp ta’ protokoll ġdid u innovattiv kemm għaċ-ċelloli kkulturati kif ukoll għaċ-ċelloli minn tessuti diżaggregati. Biex nagħmlu dan, aħna nipproponu, l-ewwel nett, li l-protokoll FLEA-ChIP jiġi adattat għal ċellola waħda u, imbagħad, li jiġi inkorporat f’teknoloġiji bbażati fuq il-qtar (sistemi mikrofluworidi), biex tiżdied l-effiċjenza u biex tkun tista’ ssir l-awtomatizzazzjoni tat-teknika. Strateġiji differenti għall-frammentazzjoni tal-kromatin u l-ligazzjoni tal-adapter u, fl-aħħar mill-aħħar, diversi sistemi mikrofluwidiċi se jiġu evalwati biex jiżguraw l-ottimizzazzjoni tat-teknika, kif ukoll biex jiffaċilitaw il-kummerċjalizzazzjoni futura tagħha._x000D_ Aħna envision single-cell FLEA-ChIP biex issir teknoloġija avvanzata fil-qasam epiġenetiku, peress li se tippermetti l-analiżi tal-epiġenoma ta’ popolazzjonijiet partikolari ta’ ċelloli minn tessuti b’saħħithom u morda f’riżoluzzjoni ta’ ċellula waħda. Tali tip ta’ studji huma kruċjali biex wieħed jifhem mekkaniżmi regolatorji tal-ġeni li huma speċifiċi għaċ-ċelloli tal-popolazzjonijiet rari u eteroġeni, bħaċ-ċelloli staminali tat-tumur, peress li dawn se jippermettu li jiġu ttraċċati l-linages klonali biex ikomplu jikkaratterizzaw il-memorja taċ-ċelloli u r-regolazzjoni tat-traskrizzjoni tul il-progressjoni tat-tumur. Eventwalment, din it-teknoloġija, flimkien ma’ approċċi oħra b’ċellula waħda, hija mistennija li tilħaq is-sistema tal-kura tas-saħħa, fejn se tirrappreżenta avvanz ewlieni fl-implimentazzjoni tal-mediċina personalizzata. Nistennew li l-metodu FLEA-ChIP isir il-protokoll ta’ referenza għal esperimenti ChIP b’ċellula waħda fost il-komunità tar-riċerka, kif ukoll biex jimtela l-vojt teknoloġiku eżistenti għal din il-metodoloġija fis-suq. (Maltese)
18 August 2022
0 references
Organismus veido miljoniem šūnu, kurām ir vienāds ģenētiskais saturs, tomēr tām piemīt atšķirīgas īpašības un ļoti atšķirīgas funkcijas. Proti, katrs šūnu tips izsaka specifisku gēnu kolekciju, kas raksturo un atšķir to no citiem šūnu tipiem epiģenētisko mehānismu dēļ, kas cieši regulē gēnu ekspresiju. Tādējādi šūnu populācijas ir diferencētas epiģenētiskās identitātes, tas ir, epiģenētisko īpašību modelis, kas tos atšķir no citām šūnām. Šajā kontekstā šīs epiģenētiskās ainavas izpēte kļūst būtiska, lai izprastu gēnu regulējumu veselīgās un slimību populācijās, jo šo regulatīvo mehānismu deregulācija ir cieši saistīta ar tādām svarīgām slimībām kā vēzis, neiroloģiski traucējumi un imunoloģiskas patoloģijas. _x000D_ pateicoties nākamās paaudzes sekvencēšanas tehnoloģiju pieaugošajai attīstībai, pēdējos gados par realitāti ir kļuvis izaicinājums veikt genomikas pētījumus izolētu šūnu (vienšūnu) līmenī. Epigenomas raksturojums vienas šūnas līmenī sniegs papildu informāciju, piemēram, katras šūnas diferenciācijas statusu, tās izcelsmi un no tā izrietošās klonālās līnijas._x000D_ Chromatin imūnprecipitācija (ChIP) ir metode, ko lielākā daļa laboratoriju izvēlas, lai pētītu konkrētu audu un šūnu tipu epigenomisko parakstu. Tomēr tehnoloģijas nepastāv, lai efektīvi, droši un viegli ļautu veikt ChIP-Seq eksperimentus vienas šūnas līmenī. Līdz šim ir ziņots tikai par vienu pētījumu 2015. gadā, bet pēc tam nav publicēts neviens cits darbs, ne arī tirgū uzsākta komerciāla lietojumprogramma, pamatojoties uz šo tehnoloģiju, norādot, ka tās īstenošana nav triviāla. Mūsu grupā mēs esam izstrādājuši inovatīvu metodi, ko sauc par FLEA-ChIP, lai noteiktu DNS-proteīnu mijiedarbību genoma līmenī ultra-zemas ievades paraugos (līdz 100 šūnām). Šī metode ļauj ļoti specifiskā un reproducējamā veidā raksturot dažādu populāciju vai šūnu tipu epiģenētisko stāvokli, jo īpaši no retiem un grūti vācamiem paraugiem, vai nu no kultivētām šūnām, vai audiem._x000D_ Priekšlikuma galvenais mērķis ir virzīt FLEA-ChIP tehnoloģijas robežas un īstenot to DNS un olbaltumvielu mijiedarbības analīzei vienas šūnas līmenī, izstrādājot jaunu un inovatīvu protokolu gan kultivētām šūnām, gan šūnām no dezagregētiem audiem. Lai to izdarītu, mēs ierosinām, pirmkārt, FLEA-ChIP protokolu pielāgot vienšūnai un pēc tam iekļaut to uz pilienu bāzes balstītās tehnoloģijās (mikrofluidiskās sistēmās), lai palielinātu efektivitāti un ļautu automatizēt tehniku. Lai nodrošinātu tehnikas optimizāciju, kā arī atvieglotu tās turpmāku komercializāciju, tiks izvērtētas dažādas hromatīna sadrumstalošanas un adapteru ligācijas stratēģijas un, visbeidzot, vairākas mikrofluidics sistēmas._x000D_ Mēs paredzam, ka vienšūna FLEA-ChIP kļūst par modernu tehnoloģiju epiģenētiskajā jomā, jo tas ļaus analizēt konkrētu šūnu populāciju epigenomu no veseliem un slimiem audiem ar vienas šūnas izšķirtspēju. Šāda veida pētījumi ir ļoti svarīgi, lai izprastu gēnu regulēšanas mehānismus, kas ir specifiski retām un neviendabīgām populāciju šūnām, piemēram, audzēja cilmes šūnām, jo tās ļaus izsekot klonu lināžas, lai vēl vairāk raksturotu šūnu atmiņu un transkripcijas regulējumu audzēja progresēšanas laikā. Visbeidzot, paredzams, ka šī tehnoloģija kopā ar citām vienas šūnas pieejām sasniegs veselības aprūpes sistēmu, kur tā būs galvenais progress personalizētās medicīnas īstenošanā. Mēs sagaidām, ka FLEA-ChIP metode kļūs par atsauces protokolu vienas šūnas ChIP eksperimentiem starp pētnieku aprindām, kā arī, lai aizpildītu tehnoloģisko plaisu, kas pastāv šajā metodoloģijā tirgū. (Latvian)
18 August 2022
0 references
Organizmy sú tvorené miliónmi buniek, ktoré majú rovnaký genetický obsah, ale napriek tomu vykazujú charakteristické vlastnosti a vykonávajú veľmi odlišné funkcie. Konkrétne, každý typ bunky vyjadruje špecifickú zbierku génov, ktoré ju charakterizujú a odlišujú od iných typov buniek, a to vďaka epigenetickým mechanizmom, ktoré pevne regulujú expresiu génov. Preto majú bunkové populácie diferencované epigenetické identity, to je vzor epigenetických vlastností, ktoré ich odlišujú od ostatných buniek. V tejto súvislosti sa štúdia tejto epigenetickej krajiny ukazuje ako nevyhnutná na pochopenie génovej regulácie u zdravých populácií a populácií chorôb, keďže deregulácia týchto regulačných mechanizmov je úzko spojená s dôležitými ochoreniami, ako je rakovina, neurologické poruchy a imunologické patológie. _x000D_ vďaka rastúcemu vývoju technológií sekvenovania novej generácie sa v posledných rokoch stala výzvou vykonávania genómových štúdií na úrovni izolovaných buniek (jednobunkových) realitou. Charakterizácia epigenómu na úrovni jednej bunky poskytne dodatočné informácie, ako napríklad stav diferenciácie každej bunky, jej pôvod a klonové línie, ktoré z nej vyplývajú._x000D_ Chromatín imunoprecipitácia (ChIP) je technika, ktorú väčšina laboratórií zvolila na štúdium konkrétneho epigenomického podpisu tkanív a typov buniek. Neexistujú však žiadne technológie, ktoré by efektívne, spoľahlivo a ľahko umožnili vykonávať experimenty ChIP-Seq na úrovni jednej bunky. Doteraz bola v roku 2015 nahlásená len jedna štúdia, ale následne nebola uverejnená žiadna iná práca ani komerčná aplikácia uvedená na trh na základe tejto technológie, čo naznačuje, že jej realizácia nie je triviálna. V našej skupine sme vyvinuli inovatívnu metódu, nazývanú FLEA-ChIP, na identifikáciu DNA-proteínových interakcií na úrovni celého genómu vo vzorkách s veľmi nízkym vstupom (až do 100 buniek). Táto technika umožňuje veľmi špecifickým a reprodukovateľným spôsobom charakterizovať epigenetický stav rôznych populácií alebo typov buniek, najmä zo vzácnych a ťažko zbierateľných vzoriek, či už z kultivovaných buniek alebo tkanív._x000D_ Hlavným cieľom návrhu je posunúť hranice technológie FLEA-ChIP a implementovať ju na analýzu interakcií DNA-proteínov na úrovni jednobunkových buniek a vyvinúť nový a inovatívny protokol pre kultivované bunky a bunky z roztriedených tkanív. Na tento účel navrhujeme najprv prispôsobiť protokol FLEA-ChIP jednobunkový a ďalej ho začleniť do technológií založených na kvapkách (mikrofluidové systémy), zvýšiť efektívnosť a umožniť automatizáciu techniky. Rôzne stratégie fragmentácie chromatínu a ligácie adaptéra a v konečnom dôsledku niekoľko mikrofluidických systémov budú vyhodnotené, aby sa zabezpečila optimalizácia techniky, ako aj aby sa uľahčila jej budúca komercializácia._x000D_ Predpokladáme, že jednobunkový FLEA-ChIP sa stane špičkovou technológiou v epigenetickej oblasti, pretože umožní analýzu epigenómu konkrétnych bunkových populácií zo zdravých a chorých tkanív v jednobunkovom rozlíšení. Takýto druh štúdií sú rozhodujúce pre pochopenie génových regulačných mechanizmov, ktoré sú špecifické pre zriedkavé a heterogénne populácie bunky, ako sú nádorové kmeňové bunky, pretože umožnia sledovať klonové väzy ďalej charakterizovať bunkovej pamäte a transkripčnej regulácie pozdĺž progresie nádoru. Napokon sa očakáva, že táto technológia sa spolu s inými jednobunkovými prístupmi dostane do systému zdravotnej starostlivosti, kde bude predstavovať kľúčový pokrok v implementácii personalizovanej medicíny. Očakávame, že metóda FLEA-ChIP sa stane referenčným protokolom pre jednobunkové experimenty ChIP medzi výskumnou komunitou a vyplní technologickú medzeru existujúcu pre túto metodiku na trhu. (Slovak)
18 August 2022
0 references
Tá orgánaigh déanta ag na milliúin cealla a bhfuil an t-ábhar géiniteach céanna acu ach, mar sin féin, tá tréithe sainiúla acu agus feidhmíonn siad feidhmeanna an-difriúil. Eadhon, léiríonn gach cineál cille bailiúchán ar leith de géinte a thréithíonn agus a idirdhealaíonn sé ó chineálacha cille eile, mar gheall ar na meicníochtaí epigenetic a rialaíonn go docht léiriú géine. Dá bhrí sin, tá féiniúlachtaí epigenetic difreáilte ag daonraí cille, is é seo, patrún na ngnéithe epigenetic a idirdhealaíonn iad ó na cealla eile. Sa chomhthéacs sin, is léir go bhfuil an staidéar ar an tírdhreach eipigigéiteach seo ríthábhachtach chun rialáil géine i ndaonraí sláintiúla agus galair a thuiscint, toisc go mbaineann dírialáil na sásraí rialála seo go docht le galair thábhachtacha amhail ailse, neamhoird néareolaíocha agus paiteolaíochtaí imdhíoneolaíocha. _x000D_ a bhuíochas leis an bhforbairt atá ag fás ar theicneolaíochtaí seicheamhaithe na chéad ghlúine eile, tá an dúshlán a bhaineann le staidéir ghéanómaíochta a dhéanamh ag leibhéal na gceall scoite (cealla aonair) i ndáiríre le blianta beaga anuas. Soláthróidh tréithriú an epigenome ag leibhéal aoncheall faisnéis bhreise, mar shampla stádas difreála gach cille, a thionscnamh agus na líneálacha clónacha a thagann ó it._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is é an teicníc a roghnaíonn formhór na saotharlann chun staidéar a dhéanamh ar shíniú epigenomic ar leith fíocháin agus cineálacha cille. Mar sin féin, níl aon teicneolaíochtaí ann chun dáta chun turgnaimh ChIP-Seq a dhéanamh go héifeachtúil, go hiontaofa agus go héasca ar leibhéal cille aonair. Go dtí seo, níor tuairiscíodh ach staidéar amháin, i 2015, ach níor foilsíodh aon obair eile ina dhiaidh sin ná níor seoladh iarratas tráchtála sa mhargadh bunaithe ar an teicneolaíocht seo, rud a léiríonn nach bhfuil a chur chun feidhme fánach. In ár ngrúpa, ní mór dúinn a fhorbairt modh nuálach, ar a dtugtar FLEA-ChIP, a aithint idirghníomhaíochtaí DNA-próitéin ag leibhéal genome-leathan i samplaí ultra-íseal-ionchuir (síos go dtí 100 cealla). Ceadaíonn an teicníc seo a thréithriú, ar bhealach an-sonrach agus inatáirgthe, an staid epigenetic de chineálacha éagsúla daonra nó cille, go háirithe ó shamplaí neamhchoitianta agus deacair a bhailiú, ó chealla saothraithe nó fíocháin._x000D_ Is é príomhaidhm an togra teorainneacha na teicneolaíochta FLEA-ChIP a bhrú agus é a chur chun feidhme chun anailís a dhéanamh ar idirghníomhaíochtaí DNA-próitéin ag leibhéal aonchealla, ag forbairt prótacal núíosach agus nuálach do chealla saothraithe agus cealla ó fhíocháin imdhealaithe. Chun é sin a dhéanamh, molaimid, ar an gcéad dul síos, an prótacal FLEA-ChIP a oiriúnú d’aoncheall agus, ina dhiaidh sin, é a ionchorprú i dteicneolaíochtaí braoiníní-bhunaithe (córais micreafluidic), chun éifeachtúlacht a mhéadú agus chun ligean do uathoibriú an teicníc. Straitéisí éagsúla le haghaidh ilroinnt chromatin agus ligation adapter agus, ar deireadh thiar, déanfar roinnt córais microfluidics a mheas chun leas iomlán a bhaint as an teicníc, chomh maith lena thráchtálú sa todhchaí a éascú._x000D_ Táimid ag féachaint ar FLEA-ChIP aon-chille a bheith ina theicneolaíocht cheannródaíoch sa réimse epigenetic, mar go gceadóidh sé anailís a dhéanamh ar epigenome na ndaonraí cille ar leith ó fhíocháin shláintiúla agus ghalraithe ag réiteach aon-chille. Tá staidéir den sórt sin ríthábhachtach chun meicníochtaí rialála géine a thuiscint atá sonrach do chealla daonraí neamhchoitianta agus ilchineálacha, amhail gaschealla meall, mar go mbeidh siad in ann na liopaí clónacha a rianú síos chun cuimhne cille agus rialáil tras-scríofa a thréithriú tuilleadh feadh dul chun cinn meall. Ar deireadh, táthar ag súil go sroichfidh an teicneolaíocht sin, in éineacht le cineálacha eile cur chuige aonchealla eile, an córas cúraim sláinte, áit a mbeidh sí ina dul chun cinn tábhachtach i gcur chun feidhme leigheas pearsantaithe. Táimid ag súil go mbeidh an modh FLEA-ChIP mar phrótacal tagartha do thurgnaimh ChIP aoncheall i measc an phobail taighde, chomh maith leis an mbearna theicneolaíoch atá ann don mhodheolaíocht seo sa mhargadh a líonadh. (Irish)
18 August 2022
0 references
Organismy jsou tvořeny miliony buněk, které sdílejí stejný genetický obsah, ale přesto vykazují charakteristické vlastnosti a plní velmi odlišné funkce. Konkrétně každý typ buněk vyjadřuje specifickou sbírku genů, které ji charakterizují a odlišují od jiných typů buněk, a to díky epigenetickým mechanismům, které úzce regulují expresi genů. Proto, buněčné populace mají diferencované epigenetické identity, to je, vzor epigenetických rysů, které je odlišují od ostatních buněk. V této souvislosti se studie této epigenetické krajiny stává zásadní pro pochopení regulace genů ve zdravých populacích a populacích nemocí, neboť deregulace těchto regulačních mechanismů je úzce spojena s důležitými nemocemi, jako je rakovina, neurologické poruchy a imunologické patologie. _x000D_ díky rostoucímu vývoji sekvenačních technologií nové generace se v posledních letech stala realitou úkol provádět genomové studie na úrovni izolovaných buněk (jednobuněčných buněk). Charakterizace epigenomu na úrovni jednobuněčných buněk poskytne další informace, jako je diferenciační stav každé buňky, její původ a klonové linie, které z ní vyplývají._x000D_ Chromatin imunoprecipitation (ChIP) je technika zvolená většinou laboratoří ke studiu konkrétního epigenomického znaku tkání a typů buněk. Neexistují však žádné technologie, které by účinně, spolehlivě a snadno umožňovaly provádět experimenty ChIP-Seq na úrovni jedné buňky. Dosud byla v roce 2015 hlášena pouze jedna studie, ale žádná další práce nebyla následně zveřejněna ani nebyla na trhu zahájena komerční aplikace založená na této technologii, což naznačuje, že její provádění není triviální. V naší skupině jsme vyvinuli inovativní metodu FLEA-ChIP k identifikaci interakcí DNA-proteinů na úrovni genomu ve vzorcích s velmi nízkými vstupy (až na 100 buněk). Tato technika umožňuje velmi specifickým a reprodukovatelným způsobem charakterizovat epigenetický stav různých typů populace nebo buněčných typů, zejména ze vzácných a obtížně odebíraných vzorků, a to buď z kultivovaných buněk, nebo tkání._x000D_ Hlavním cílem návrhu je posunout limity technologie FLEA-ChIP a zavést ji pro analýzu interakcí DNA-proteinů na úrovni jednobuněčných buněk a vytvořit nový a inovativní protokol jak pro kultivované buňky, tak pro buňky z rozčleněných tkání. Za tímto účelem navrhujeme nejprve přizpůsobit protokol FLEA-ChIP jednobuňce a dále jej začlenit do technologií založených na kapkách (mikrofluidické systémy), zvýšit účinnost a umožnit automatizaci techniky. Budou vyhodnoceny různé strategie pro fragmentaci chromatinu a adaptérové ligace a nakonec několik mikrofluidických systémů, aby se zajistila optimalizace techniky a usnadnila se její budoucí komercializace._x000D_ Představujeme, že jednobuněčná FLEA-ChIP se stane špičkovou technologií v epigenetickém poli, protože umožní analýzu epigenomu konkrétních buněčných populací ze zdravých a nemocných tkání v rozlišení jedné buňky. Takové studie jsou klíčové pro pochopení genových regulačních mechanismů, které jsou specifické pro vzácné a heterogenní populace buněk, jako jsou nádorové kmenové buňky, protože umožní vystopovat klonální linage dále charakterizovat buněčnou paměť a transkripční regulaci podél progrese nádoru. V konečném důsledku se očekává, že tato technologie, společně s dalšími jednobuněčnými přístupy, se dostane do systému zdravotní péče, kde bude představovat klíčový pokrok v zavádění personalizované medicíny. Očekáváme, že se metoda FLEA-ChIP stane referenčním protokolem pro jednobuněčné ChIP experimenty mezi výzkumnou obcí a zaplní technologickou mezeru, která pro tuto metodiku na trhu existuje. (Czech)
18 August 2022
0 references
Os organismos são formados por milhões de células que compartilham o mesmo conteúdo genético, mas, no entanto, apresentam características distintivas e desempenham funções muito diferentes. Ou seja, cada tipo de célula expressa uma coleção específica de genes que o caracteriza e distingue de outros tipos telemóveis, devido aos mecanismos epigenéticos que regulam firmemente a expressão gênica. Assim, as populações telemóveis têm identidades epigenéticas diferenciadas, isto é, o padrão de características epigenéticas que as distingue das outras células. Nesse contexto, o estudo dessa paisagem epigenética torna-se essencial para a compreensão da regulação gênica em populações saudáveis e de doenças, uma vez que a desregulação desses mecanismos reguladores está fortemente associada a doenças importantes como cancro, distúrbios neurológicos e patologias imunológicas. _x000D_ graças ao crescente desenvolvimento de tecnologias de sequenciamento de próxima geração, o desafio de realizar estudos genômicos ao nível das células isoladas (célula única) tornou-se uma realidade nos últimos anos. A caracterização do epigenome no nível de célula única fornecerá informações adicionais, como o status de diferenciação de cada célula, sua origem e as linhagens clonais que dela derivam._x000D_ A imunoprecipitação da cromatina (ChIP) é a técnica escolhida pela maioria dos laboratórios para estudar a assinatura epigenômica particular de tecidos e tipos de células. No entanto, não existem tecnologias atualizadas para permitir de forma eficiente, fiável e fácil realizar experimentos ChIP-Seq em nível de célula única. Até o momento, apenas um estudo foi relatado, em 2015, mas nenhum outro trabalho foi posteriormente publicado nem aplicação comercial lançada no mercado com base nessa tecnologia, indicando que sua implementação não é trivial. Em nosso grupo, desenvolvemos um método inovador, chamado FLEA-ChIP, para identificar interações DNA-proteína a nível genoma em amostras de entrada ultrabaixa (até 100 células). Esta técnica permite caracterizar, de forma altamente específica e reprodutível, o estado epigenético de diferentes tipos de população ou células, especialmente a partir de amostras raras e difíceis de recolher, seja de células cultivadas ou de tecidos._x000D_ O principal objetivo da proposta é aumentar os limites da tecnologia FLEA-ChIP e implementá-la para a análise das interações DNA-proteínas a nível de células únicas, desenvolvendo um novo e inovador protocolo para células cultivadas e células a partir de tecidos desagregados. Para isso, propomos, em primeiro lugar, adaptar o protocolo FLEA-ChIP à célula única e, em seguida, incorporá-lo em tecnologias baseadas em gotículas (sistemas microfluídicos), aumentar a eficiência e permitir a automatização da técnica. Diferentes estratégias para a fragmentação da cromatina e ligadura adaptadora e, em última análise, vários sistemas microfluídicos serão avaliadas para garantir a otimização da técnica, bem como para facilitar a sua futura comercialização._x000D_ Nós vislumbramos uma única célula FLEA-ChIP para se tornar uma tecnologia de ponta no campo epigenético, uma vez que permitirá a análise do epigenome de determinadas populações de células de tecidos saudáveis e doentes em resolução unicelular. Este tipo de estudos é crucial para compreender mecanismos reguladores gênicos específicos para células de populações raras e heterogêneas, como as células-tronco tumorais, pois permitirão rastrear as linagens clonais para caracterizar ainda mais a memória telemóvel e a regulação transcricional ao longo da progressão tumoral. Eventualmente, espera-se que essa tecnologia, juntamente com outras abordagens unicelulares, chegue ao sistema de saúde, onde representará um avanço fundamental na implementação personalizada da medicina. Esperamos que o método FLEA-ChIP se torne o protocolo de referência para experimentos ChIP de célula única entre a comunidade de pesquisa, bem como para preencher a lacuna tecnológica existente para essa metodologia no mercado. (Portuguese)
18 August 2022
0 references
Organismid moodustuvad miljonitest rakkudest, millel on sama geneetiline sisu, kuid millel on siiski iseloomulikud omadused ja millel on väga erinevad funktsioonid. Nimelt väljendab iga rakutüüp spetsiifilist geenide kogumit, mis iseloomustab ja eristab seda teistest rakutüüpidest tänu epigeneetilistele mehhanismidele, mis rangelt reguleerivad geeniekspressiooni. Seega on rakupopulatsioonidel erinevad epigeneetilised identiteedid, see on epigeneetiliste tunnuste muster, mis eristab neid teistest rakkudest. Selles kontekstis muutub nende epigeneetilise maastiku uurimine hädavajalikuks, et mõista tervete ja haiguste populatsioonide geenide reguleerimist, kuna nende reguleerimismehhanismide dereguleerimine on tihedalt seotud selliste oluliste haigustega nagu vähk, neuroloogilised häired ja immunoloogilised patoloogiad. _x000D_ tänu järgmise põlvkonna järjestamise tehnoloogiate kasvavale arengule on viimastel aastatel saanud reaalsuseks genoomiuuringute läbiviimine isoleeritud rakkude (üherakuliste) tasandil. Epigenoomi iseloomustamine ühe raku tasandil annab lisateavet, näiteks iga raku diferentseerumisstaatus, selle päritolu ja sellest tulenevad kloonilised liinid._x000D_ Chromatini immunosadestamine (ChIP) on meetod, mille enamik laboreid on valinud kudede ja rakutüüpide konkreetse epigenoomilise allkirja uurimiseks. Siiski ei ole olemas ühtegi tehnoloogiat, mis võimaldaks tõhusalt, usaldusväärselt ja lihtsalt teha ChIP-Seq eksperimente ühe raku tasandil. Praeguse seisuga on 2015. aastal teatatud vaid ühest uuringust, kuid hiljem ei ole avaldatud ühtegi muud tööd ega sellel tehnoloogial põhinevat kommertsrakendust, mis näitab, et selle rakendamine ei ole tühine. Meie grupis oleme välja töötanud uuendusliku meetodi nimega FLEA-ChIP, et tuvastada DNA-valkude koostoimeid genoomiülesel tasemel ülimadala sisendiga proovides (alla 100 rakuni). See meetod võimaldab iseloomustada väga spetsiifiliselt ja korratavalt erinevate populatsioonide või rakutüüpide epigeneetilise seisundi, eriti haruldaste ja raskesti kogutavate proovide puhul kas kultiveeritud rakkudest või kudedest._x000D_Ettepaneku peamine eesmärk on suruda FLEA-ChIP tehnoloogia piire ja rakendada seda DNA-valkude koostoime analüüsimiseks üherakulisel tasandil, töötades välja uudse ja uuendusliku protokolli nii kultiveeritud rakkude kui ka segregeeritud kudede rakkude jaoks. Selleks teeme ettepaneku esiteks kohandada FLEA-ChIP protokoll ühe elemendiga ja seejärel lisada see tilkadel põhinevatesse tehnoloogiatesse (mikrofluidsed süsteemid), suurendada tõhusust ja võimaldada tehnika automatiseerimist. Erinevaid strateegiaid kromatiini killustumiseks ja adapteri ligatsiooniks ning lõpuks mitmeid mikrofluidisüsteeme hinnatakse, et tagada tehnika optimeerimine ja hõlbustada selle tulevast turustamist._x000D_ Me kavandame üherakulise FLEA-ChIP-i muutumist epigeneetilises valdkonnas tipptasemel tehnoloogiaks, kuna see võimaldab analüüsida tervetest ja haigetest kudedest pärit konkreetsete rakupopulatsioonide epigenoomi üherakulise eraldusvõimega. Sellised uuringud on väga olulised, et mõista geeni reguleerimise mehhanisme, mis on spetsiifilised haruldaste ja heterogeensete populatsioonide rakkudele, nagu kasvaja tüvirakud, kuna need võimaldavad jälgida klooni linagesi, et täiendavalt iseloomustada rakumälu ja transkriptsionaalset reguleerimist kasvaja progresseerumisel. Lõpuks eeldatakse, et see tehnoloogia koos teiste üherakuliste lähenemisviisidega jõuab tervishoiusüsteemi, kus see kujutab endast individuaalse meditsiini rakendamise olulist edasiminekut. Loodame, et FLEA-ChIP meetod muutub võrdlusprotokolliks üherakuliste ChIP-katsete jaoks teadusringkondade seas, samuti täita selle metoodika jaoks turul olemas olev tehnoloogiline lünk. (Estonian)
18 August 2022
0 references
Az organizmusokat sejtek milliói alkotják, amelyek azonos genetikai tartalommal rendelkeznek, azonban megkülönböztető jellemzőkkel rendelkeznek, és nagyon különböző funkciókat látnak el. Nevezetesen, minden sejttípus egy specifikus géngyűjteményt fejez ki, amely jellemzi és megkülönbözteti a többi sejttípustól, az epigenetikai mechanizmusoknak köszönhetően, amelyek szorosan szabályozzák a génexpressziót. Így a sejtpopulációk differenciált epigenetikai identitással rendelkeznek, ez az epigenetikai jellemzők mintája, amely megkülönbözteti őket a többi sejttől. Ebben az összefüggésben az epigenetikai táj vizsgálata alapvető fontosságúvá válik az egészséges és betegségcsoportok génszabályozásának megértéséhez, mivel e szabályozási mechanizmusok deregulációja szorosan kapcsolódik olyan fontos betegségekhez, mint a rák, a neurológiai rendellenességek és az immunológiai patológiák. _x000D_ az új generációs szekvenálási technológiák növekvő fejlődésének köszönhetően az elmúlt években valósággá vált az izolált sejtek (egysejtű) szintjén végzett genomikus vizsgálatok elvégzése. Az epigenom egysejtes szinten történő jellemzése további információkkal szolgál, mint például az egyes sejtek differenciálási státusza, eredete és az abból származó klónvonalak._x000D_ Chromatin immunoprecipitáció (ChIP) a legtöbb laboratórium által választott technika a szövetek és sejttípusok epigenomikus aláírásának tanulmányozására. Azonban nem léteznek olyan naprakész technológiák, amelyek hatékonyan, megbízhatóan és könnyen lehetővé tennék a ChIP-Seq-kísérletek egysejtes szinten történő elvégzését. A mai napig csak egy tanulmányról számoltak be 2015-ben, de ezt követően nem tettek közzé további munkát, és nem indítottak kereskedelmi alkalmazást a piacon e technológia alapján, ami azt jelzi, hogy annak végrehajtása nem triviális. Csoportunkban kifejlesztettünk egy FLEA-ChIP nevű innovatív módszert a DNS-protein kölcsönhatások genomszinten történő azonosítására ultra-alacsony bemenetű mintákban (100 sejtig). Ez a technika lehetővé teszi a különböző populációk vagy sejttípusok epigenetikai állapotának rendkívül specifikus és reprodukálható módon történő jellemzését, különösen a ritka és nehezen begyűjthető mintákból, akár tenyésztett sejtekből, akár szövetekből._x000D_ A javaslat fő célja a FLEA-ChIP technológia határainak emelése és annak végrehajtása a DNS-protein kölcsönhatások egysejtes szintű elemzésére, új és innovatív protokoll kidolgozása mind a tenyésztett sejtek, mind a lebontott szövetekből származó sejtek számára. Ennek érdekében javasoljuk, hogy először is a FLEA-ChIP protokollt az egysejtűekhez igazítsák, majd beépítsék a cseppekre épülő technológiákba (mikrofluidikus rendszerekbe), hogy növeljék a hatékonyságot és lehetővé tegyék a technika automatizálását. A kromatin széttöredezésére és az adapter-kötésre vonatkozó különböző stratégiák, és végső soron számos mikrofluidikai rendszer kerül értékelésre a technika optimalizálása, valamint a jövőbeli kereskedelmi hasznosítás megkönnyítése érdekében._x000D_ Az egysejtű FLEA-ChIP-t az epigenetikai területen élvonalbeli technológiává tesszük, mivel lehetővé teszi az egyes sejtpopulációk epigenomájának elemzését az egészséges és beteg szövetekből egysejtes felbontással. Az ilyen típusú vizsgálatok döntő fontosságúak ahhoz, hogy megértsük a ritka és heterogén populációk sejtjeire jellemző génszabályozási mechanizmusokat, például a tumor őssejteket, mivel lehetővé teszik a klón linádok nyomon követését, hogy tovább jellemezzék a sejtmemóriát és a transzkripciós szabályozást a tumor progressziója mentén. Végül ez a technológia – más egysejtű megközelítésekkel együtt – várhatóan eléri az egészségügyi rendszert, ahol kulcsfontosságú előrelépést jelent a személyre szabott orvoslás megvalósítása terén. Elvárjuk, hogy a FLEA-ChIP módszer legyen az egysejtű ChIP-kísérletek referenciaprotokollja a kutatói közösség körében, valamint hogy pótolja a piacon e módszertan tekintetében meglévő technológiai szakadékot. (Hungarian)
18 August 2022
0 references
Организмите се образуват от милиони клетки, които имат едно и също генетично съдържание, но въпреки това притежават отличителни характеристики и изпълняват много различни функции. А именно, всеки клетъчен тип изразява специфична колекция от гени, които го характеризират и отличават от другите видове клетки, поради епигенетичните механизми, които регулират плътно генната експресия. По този начин клетъчните популации имат диференцирана епигенетична идентичност, това е моделът на епигенетичните характеристики, които ги отличават от другите клетки. В този контекст проучването на този епигенетичен пейзаж се оказва от съществено значение за разбирането на генното регулиране при здрави и болестни популации, тъй като дерегулацията на тези регулаторни механизми е тясно свързана с важни заболявания като рак, неврологични разстройства и имунологични патологии. _x000D_ благодарение на нарастващото развитие на технологиите за секвениране от следващо поколение, предизвикателството да се извършат геномни изследвания на ниво изолирани клетки (едноклетки) се превърна в реалност през последните години. Характеризирането на епигеном на едноклетъчно ниво ще предостави допълнителна информация, като например диференциационния статус на всяка клетка, нейния произход и клоналните родови линии, които произтичат от нея._x000D_Хроматиновата имунопреципитация (ChIP) е техниката, избрана от повечето лаборатории за изследване на конкретния епигеномичен подпис на тъканите и клетъчните типове. Не съществуват обаче технологии, които да позволяват ефективно, надеждно и лесно да се извършват експерименти на ChIP-Seq на едноклетъчно ниво. До момента е докладвано само едно проучване — през 2015 г., но впоследствие не е публикувана друга работа, нито е стартирано търговско приложение на пазара въз основа на тази технология, което показва, че нейното изпълнение не е незначително. В нашата група сме разработили иновативен метод, наречен FLEA-ChIP, за идентифициране на ДНК-протеиновите взаимодействия на ниво геном в ултра ниско входни проби (до 100 клетки). Тази техника позволява да се характеризира по много специфичен и възпроизводим начин епигенетичното състояние на различните популации или клетъчни типове, особено от редки и трудни за събиране проби от култивирани клетки или тъкани._x000D_ Основната цел на предложението е да се прокарат границите на технологията FLEA-ChIP и да се приложи за анализ на взаимодействията ДНК-протеини на едноклетъчно ниво, като се разработи нов и иновативен протокол както за култивираните клетки, така и за клетките от дезагрегирани тъкани. За тази цел предлагаме, първо, протоколът FLEA-ChIP да се адаптира към едноклетките и след това да се включи в технологии, базирани на капчици (микрофлуидни системи), да се повиши ефективността и да се даде възможност за автоматизация на техниката. Различни стратегии за хроматин фрагментация и адаптер лигиране и, в крайна сметка, няколко микрофлуиди системи ще бъдат оценени, за да се гарантира оптимизиране на техниката, както и за да се улесни бъдещата ѝ комерсиализация._x000D_ Предвиждаме едноклетъчна FLEA-ChIP да се превърне в авангардна технология в епигенетичната област, тъй като тя ще даде възможност за анализ на епигеном на определени клетъчни популации от здрави и болни тъкани с едноклетъчна разделителна способност. Такъв вид изследвания са от решаващо значение за разбирането на генните регулаторни механизми, които са специфични за редки и хетерогенни клетки от населението, като туморни стволови клетки, тъй като те ще позволят да се проследят клоналните линии за допълнително характеризиране на клетъчната памет и транскрипционното регулиране по време на прогресията на тумора. В крайна сметка тази технология, заедно с други едноклетъчни подходи, се очаква да достигне до системата на здравеопазването, където ще представлява ключов напредък в прилагането на персонализираната медицина. Очакваме методът FLEA-ChIP да се превърне в референтен протокол за експериментите с едноклетъчен ChIP сред научноизследователската общност, както и да запълни технологичната празнина, съществуваща за тази методология на пазара. (Bulgarian)
18 August 2022
0 references
Organizmai susidaro iš milijonų ląstelių, turinčių tą patį genetinį turinį, tačiau vis dėlto pasižymi išskirtinėmis savybėmis ir atlieka labai skirtingas funkcijas. Būtent, kiekvienas ląstelių tipas išreiškia specifinį genų rinkinį, kuris apibūdina ir išskiria jį iš kitų ląstelių tipų dėl epigenetinių mechanizmų, kurie griežtai reguliuoja genų ekspresiją. Taigi, ląstelių populiacijos diferencijavo epigenetines tapatybes, tai yra epigenetinių savybių modelis, kuris išskiria juos iš kitų ląstelių. Atsižvelgiant į tai, šių epigenetinio kraštovaizdžio tyrimas tampa labai svarbus norint suprasti genų reguliavimą sveikų ir ligų populiacijose, nes šių reguliavimo mechanizmų reguliavimo panaikinimas yra glaudžiai susijęs su svarbiomis ligomis, tokiomis kaip vėžys, neurologiniai sutrikimai ir imunologinės patologijos. _x000D_ dėl didėjančios naujos kartos sekos nustatymo technologijų plėtros pastaraisiais metais realybe tapo iššūkis atlikti genominius tyrimus izoliuotų ląstelių (vienos ląstelės) lygiu. Epigenomos apibūdinimas vienos ląstelės lygmeniu suteiks papildomos informacijos, pvz., apie kiekvienos ląstelės diferenciaciją, jos kilmę ir iš jos kylančias klonų linijas._x000D_ Chromatin imunoprecipitation (ChIP) yra metodas, kurį dauguma laboratorijų pasirinko konkrečiam audinių ir ląstelių tipų epigenominiam parašui tirti. Tačiau nėra naujausių technologijų, kad būtų galima veiksmingai, patikimai ir lengvai atlikti ChIP-Seq eksperimentus vienos ląstelės lygiu. Iki šiol 2015 m. buvo pranešta tik apie vieną tyrimą, tačiau vėliau nebuvo paskelbta jokių kitų darbų ir nepradėta jokių kitų darbų rinkoje, remiantis šia technologija, o tai rodo, kad jos įgyvendinimas nėra nereikšmingas. Mūsų grupėje mes sukūrėme naujovišką metodą, vadinamą FLEA-ChIP, siekiant nustatyti DNR ir baltymų sąveiką genomo lygiu ultra-mažų sąnaudų mėginiuose (iki 100 ląstelių). Šis metodas leidžia labai specifiniu ir atkuriamu būdu apibūdinti skirtingų populiacijų ar ląstelių tipų epigenetinę būklę, ypač iš retų ir sunkiai surenkamų mėginių iš kultivuotų ląstelių ar audinių._x000D_ Pagrindinis pasiūlymo tikslas yra išstumti FLEA-ChIP technologijos ribas ir įgyvendinti ją DNR ir baltymų sąveikos analizei vienos ląstelės lygmeniu, sukuriant naują ir naujovišką protokolą tiek kultivuojamoms ląstelėms, tiek ląstelėms iš išskaidytų audinių. Norėdami tai padaryti, siūlome, pirma, pritaikyti FLEA-ChIP protokolą prie vieno langelio ir, toliau, įtraukti jį į lašeliais pagrįstas technologijas (mikrofluidines sistemas), padidinti efektyvumą ir leisti automatizuoti techniką. Įvairios chromatino fragmentacijos ir adapterio ligavimo strategijos ir galiausiai keletas mikroskysčių sistemų bus įvertintos, siekiant užtikrinti metodo optimizavimą, taip pat palengvinti jo būsimą komercializaciją._x000D_ Mes įsivaizduojame vieno langelio FLEA-ChIP tapti pažangiausia epigenetinės srities technologija, nes tai leis analizuoti tam tikrų ląstelių populiacijų epigenomą iš sveikų ir sergančių audinių vienos ląstelės raiška. Tokie tyrimai yra labai svarbu suprasti genų reguliavimo mechanizmus, kurie yra specifiniai retų ir heterogeninių populiacijų ląstelių, pavyzdžiui, naviko kamieninių ląstelių, nes jie leis susekti klonų linages toliau charakterizuoja ląstelių atminties ir transkripcijos reguliavimas kartu naviko progresavimo. Galiausiai tikimasi, kad ši technologija, kartu su kitais vienos ląstelės metodais, pasieks sveikatos priežiūros sistemą, kurioje ji bus pagrindinė individualizuotos medicinos įgyvendinimo pažanga. Mes tikimės, kad FLEA-ChIP metodas taps pamatiniu protokolu vieno langelio ChIP eksperimentams tarp mokslinių tyrimų bendruomenės, taip pat užpildyti technologinį atotrūkį, esamą šios metodikos rinkoje. (Lithuanian)
18 August 2022
0 references
Organizme formiraju milijuni stanica koje dijele isti genetski sadržaj, ali ipak predstavljaju karakteristične karakteristike i obavljaju vrlo različite funkcije. Naime, svaka vrsta stanica izražava specifičnu zbirku gena koji ga karakteriziraju i razlikuju od drugih staničnih tipova, zbog epigenetskih mehanizama koji čvrsto reguliraju gensku ekspresiju. Dakle, stanične populacije imaju različite epigenetske identitete, to je, uzorak epigenetskih značajki koje ih razlikuju od ostalih stanica. U tom kontekstu, proučavanje tih epigenetskih krajolika postaje ključno za razumijevanje regulacije gena u zdravim populacijama i populacijama bolesti jer je deregulacija tih regulatornih mehanizama usko povezana s važnim bolestima poput raka, neuroloških poremećaja i imunoloških patologija. _x000D_ zahvaljujući rastućem razvoju tehnologija sekvenciranja sljedeće generacije, izazov izvođenja genomskih studija na razini izoliranih stanica (jednostanica) postao je stvarnost posljednjih godina. Karakterizacija epigenoma na razini pojedinačnih stanica pružit će dodatne informacije, kao što su status diferencijacije svake stanice, njezino podrijetlo i klonalne linije koje proizlaze iz nje._x000D_ Chromatin imunoprecipitation (ChIP) je tehnika koju je većina laboratorija odabrala za proučavanje određenog epigenomskog potpisa tkiva i tipova stanica. Međutim, ne postoje tehnologije za učinkovito, pouzdano i jednostavno izvođenje ChIP-Seq eksperimenata na razini pojedinačnih stanica. Dosad je prijavljena samo jedna studija, 2015. godine, ali nijedan drugi rad nije naknadno objavljen niti je pokrenuta komercijalna primjena na tržištu na temelju te tehnologije, što ukazuje na to da njezina provedba nije trivijalna. U našoj grupi razvili smo inovativnu metodu, nazvanu FLEA-ChIP, za identifikaciju interakcija DNK-proteina na razini genoma u uzorcima s ultra niskim unosom (do 100 stanica). Ova tehnika omogućuje da se na vrlo specifičan i ponovljiv način okarakterizira epigenetsko stanje različitih vrsta populacije ili stanica, posebno iz rijetkih uzoraka i uzoraka koje je teško prikupiti, bilo iz kultiviranih stanica ili tkiva._x000D_ Glavni je cilj prijedloga pomaknuti granice FLEA-ChIP tehnologije i provesti je za analizu interakcija DNK-proteina na razini pojedinačnih stanica, razvijajući nov i inovativan protokol za kultivirane stanice i stanice iz razvrstanih tkiva. Kako bismo to učinili, predlažemo da se protokol FLEA-ChIP prilagodi jednoj ćeliji, a zatim da ga se uključi u tehnologije temeljene na kapljicama (mikrofluidni sustavi), kako bi se povećala učinkovitost i omogućila automatizacija tehnike. Različite strategije za fragmentaciju kromata i ligaciju adaptera i, u konačnici, nekoliko mikrofluidnih sustava bit će ocijenjene kako bi se osigurala optimizacija tehnike, kao i kako bi se olakšala njezina buduća komercijalizacija._x000D_ Mi predviđamo da jedna stanica FLEA-ChIP postane najsuvremenija tehnologija u epigenetskom polju, jer će omogućiti analizu epigenoma pojedinih staničnih populacija iz zdravih i oboljelih tkiva pri rješavanju pojedinačnih stanica. Takva vrsta studija ključna je za razumijevanje regulatornih mehanizama gena koji su specifični za rijetke i heterogene stanice populacije, kao što su tumorske matične stanice, jer će omogućiti praćenje klonskih linaža kako bi se dodatno okarakteriziralo stanično pamćenje i transkripcijska regulacija uz progresiju tumora. Naposljetku, očekuje se da će ta tehnologija, zajedno s drugim jednostaničnim pristupima, dosegnuti zdravstveni sustav, gdje će predstavljati ključni napredak u provedbi personalizirane medicine. Očekujemo da FLEA-ChIP metoda postane referentni protokol za ChIP eksperimente s jednom stanicom među istraživačkom zajednicom, kao i da popuni tehnološku prazninu koja postoji za ovu metodologiju na tržištu. (Croatian)
18 August 2022
0 references
Organismer bildas av miljontals celler som har samma genetiska innehåll men som ändå uppvisar särskiljande egenskaper och har mycket olika funktioner. Nämligen, varje celltyp uttrycker en specifik samling av gener som kännetecknar och skiljer den från andra celltyper, på grund av de epigenetiska mekanismer som tätt reglerar genuttryck. Således, cellpopulationer har differentierade epigenetiska identiteter, detta är, mönstret av epigenetiska egenskaper som skiljer dem från de andra cellerna. I detta sammanhang blir studien av dessa epigenetiska landskap avgörande för att förstå genreglering i friska och sjukdomspopulationer, eftersom avregleringen av dessa regleringsmekanismer är nära förknippad med viktiga sjukdomar som cancer, neurologiska störningar och immunologiska patologier. _x000D_ tack vare den växande utvecklingen av nästa generations sekvenseringsteknologier har utmaningen att utföra genomiska studier på nivån isolerade celler (encell) blivit verklighet under de senaste åren. Karakteriseringen av epigenomet på encellsnivå kommer att ge ytterligare information, såsom differentieringsstatus för varje cell, dess ursprung och de klonala härstamningar som härrör från den._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) är den teknik som valts av de flesta laboratorier för att studera den speciella epigenomiska signaturen av vävnader och celltyper. Det finns dock ingen teknik som gör det möjligt att effektivt, tillförlitligt och enkelt utföra ChIP-Seq-experiment på encellsnivå. Hittills har bara en studie rapporterats under 2015, men inget annat arbete har därefter publicerats eller kommersiell tillämpning lanserats på marknaden baserat på denna teknik, vilket tyder på att dess genomförande inte är obetydligt. I vår grupp har vi utvecklat en innovativ metod, kallad FLEA-ChIP, för att identifiera DNA-proteininteraktioner på genomnivå i ultralåga prover (ned till 100 celler). Denna teknik gör det möjligt att på ett mycket specifikt och reproducerbart sätt karakterisera det epigenetiska tillståndet hos olika populationer eller celltyper, särskilt från sällsynta och svåruppsamlade prover, antingen från odlade celler eller vävnader._x000D_ Huvudsyftet med förslaget är att öka gränserna för FLEA-ChIP-tekniken och genomföra den för analys av DNA-proteininteraktioner på encellsnivå, utveckla ett nytt och innovativt protokoll för både odlade celler och celler från disaggregerade vävnader. För att göra detta föreslår vi att först anpassa FLEA-ChIP-protokollet till encell och därefter införliva det i droppbaserade tekniker (mikrofluidsystem), för att öka effektiviteten och möjliggöra automatisering av tekniken. Olika strategier för kromatinfragmentering och adapter ligation och, i slutändan, flera mikrofluidiksystem kommer att utvärderas för att säkerställa optimering av tekniken, samt för att underlätta dess framtida kommersialisering._x000D_ Vi ser en enda cell FLEA-ChIP att bli en banbrytande teknik inom det epigenetiska området, eftersom det kommer att möjliggöra analys av epigenom av vissa cellpopulationer från friska och sjuka vävnader vid encellsupplösning. Sådana studier är avgörande för att förstå genregleringsmekanismer som är specifika för sällsynta och heterogena populationsceller, såsom tumörstamceller, eftersom de kommer att göra det möjligt att spåra de kloniska linagena för att ytterligare karakterisera cellminne och transkriptionell reglering längs tumörprogression. Så småningom förväntas denna teknik, tillsammans med andra encelliga metoder, nå hälso- och sjukvårdssystemet, där den kommer att utgöra ett viktigt framsteg i genomförandet av individanpassad medicin. Vi förväntar oss att FLEA-ChIP-metoden blir referensprotokollet för encelliga ChIP-experiment bland forskarsamhället, samt att fylla den tekniska luckan som finns för denna metod på marknaden. (Swedish)
18 August 2022
0 references
Organismele sunt formate din milioane de celule care au același conținut genetic, dar, cu toate acestea, prezintă caracteristici distinctive și îndeplinesc funcții foarte diferite. Și anume, fiecare tip de celulă exprimă o colecție specifică de gene care o caracterizează și o distinge de alte tipuri de celule, datorită mecanismelor epigenetice care reglează strâns expresia genelor. Astfel, populațiile de celule au identități epigenetice diferențiate, aceasta este, modelul caracteristicilor epigenetice care le diferențiază de celelalte celule. În acest context, studiul acestor peisaje epigenetice se dovedește a fi esențial pentru a înțelege reglementarea genelor în populațiile sănătoase și bolnave, deoarece dereglementarea acestor mecanisme de reglementare este strâns asociată cu boli importante precum cancerul, tulburările neurologice și patologiile imunologice. _x000D_ datorită dezvoltării tot mai mari a tehnologiilor de secvențiere de generație următoare, provocarea de a efectua studii genomice la nivelul celulelor izolate (celulă unică) a devenit o realitate în ultimii ani. Caracterizarea epigenomului la nivelul unei singure celule va oferi informații suplimentare, cum ar fi statutul de diferențiere a fiecărei celule, originea acesteia și liniile clonale care derivă din aceasta._x000D_ imunoprecipitarea cromatină (ChIP) este tehnica aleasă de majoritatea laboratoarelor pentru a studia semnătura epigenomică specifică a țesuturilor și tipurilor de celule. Cu toate acestea, nu există tehnologii actualizate pentru a permite în mod eficient, fiabil și ușor să efectueze experimente ChIP-Seq la nivel de celulă unică. Până în prezent, în 2015 a fost raportat doar un singur studiu, însă nicio altă lucrare nu a fost publicată ulterior și nici nu a fost lansată nicio aplicație comercială pe piață pe baza acestei tehnologii, ceea ce indică faptul că punerea sa în aplicare nu este banală. În grupul nostru, am dezvoltat o metodă inovatoare, numită FLEA-ChIP, pentru a identifica interacțiunile ADN-proteine la nivel de genom în probele cu intrare ultra-scăzută (până la 100 de celule). Această tehnică permite caracterizarea, într-un mod foarte specific și reproductibil, a stării epigenetice a diferitelor populații sau tipuri de celule, în special din probe rare și dificil de colectat, fie din celule cultivate, fie din țesuturi._x000D_ Scopul principal al propunerii este de a împinge limitele tehnologiei FLEA-ChIP și de a o pune în aplicare pentru analiza interacțiunilor ADN-proteine la nivel monocelular, dezvoltând un protocol nou și inovator atât pentru celulele cultivate, cât și pentru celulele din țesuturile dezagregate. În acest scop, propunem, în primul rând, adaptarea protocolului FLEA-ChIP la o singură celulă și, în continuare, încorporarea acestuia în tehnologii bazate pe picături (sisteme microfluidice), creșterea eficienței și permiterea automatizării tehnicii. Diferite strategii pentru fragmentarea cromatinei și ligarea adaptorului și, în cele din urmă, mai multe sisteme microfluidice vor fi evaluate pentru a asigura optimizarea tehnicii, precum și pentru a facilita comercializarea viitoare a acesteia._x000D_ Ne imaginăm FLEA-ChIP cu o singură celulă să devină o tehnologie de ultimă oră în domeniul epigenetic, deoarece va permite analiza epigenomului anumitor populații celulare din țesuturi sănătoase și bolnave la o rezoluție unică. Astfel de studii sunt cruciale pentru a înțelege mecanismele de reglementare a genelor care sunt specifice pentru celulele rare și eterogene ale populațiilor, cum ar fi celulele stem tumorale, deoarece acestea vor permite urmărirea linagelor clonale pentru a caracteriza în continuare memoria celulară și reglementarea transcripțională de-a lungul progresiei tumorii. În cele din urmă, se preconizează că această tehnologie, împreună cu alte abordări monocelulare, va ajunge la sistemul de sănătate, unde va reprezenta un progres esențial în punerea în aplicare a medicinii personalizate. Ne așteptăm ca metoda FLEA-ChIP să devină protocolul de referință pentru experimentele ChIP cu o singură celulă în rândul comunității de cercetare, precum și să acopere decalajul tehnologic existent pentru această metodologie pe piață. (Romanian)
18 August 2022
0 references
Organizme tvorijo milijoni celic, ki imajo enako genetsko vsebino, vendar imajo kljub temu posebne značilnosti in opravljajo zelo različne funkcije. Namreč, vsak tip celic izraža specifično zbirko genov, ki jo označuje in razlikuje od drugih tipov celic, zaradi epigenetskih mehanizmov, ki tesno uravnavajo izražanje genov. Tako imajo celične populacije diferencirane epigenetične identitete, to je vzorec epigenetskih značilnosti, ki jih razlikuje od drugih celic. V tem okviru se zdi študija te epigenetične pokrajine bistvena za razumevanje regulacije genov pri zdravih in bolnih populacijah, saj je deregulacija teh regulativnih mehanizmov tesno povezana s pomembnimi boleznimi, kot so rak, nevrološke motnje in imunološke patologije. _x000D_ zahvaljujoč vse večjemu razvoju tehnologij sekvenciranja naslednje generacije je izziv izvajanja genomskih študij na ravni izoliranih celic (enocelice) v zadnjih letih postal resničnost. Karakterizacija epigenoma na ravni ene celice bo zagotovila dodatne informacije, kot so diferenciacijski status vsake celice, njen izvor in klonske linije, ki izhajajo iz nje._x000D_ Chromatin imunoprecipitacija (ChIP) je tehnika, ki jo večina laboratorijev izbere za preučevanje posebnega epigenomskega podpisa tkiv in vrst celic. Vendar pa ni najnovejših tehnologij, ki bi omogočale učinkovito, zanesljivo in enostavno izvajanje poskusov ChIP-Seq na ravni ene celice. Do danes je bila leta 2015 objavljena le ena študija, vendar na trgu na podlagi te tehnologije ni bilo objavljeno nobeno drugo delo niti ni bila uvedena komercialna aplikacija, kar kaže, da njeno izvajanje ni nepomembno. V naši skupini smo razvili inovativno metodo, imenovano FLEA-ChIP, za ugotavljanje interakcij DNK-proteinov na ravni genoma v ultra-nizkih vhodnih vzorcih (do 100 celic). Ta tehnika omogoča, da se na zelo specifičen in ponovljiv način opredeli epigenetično stanje različnih populacij ali vrst celic, zlasti iz redkih vzorcev, ki jih je težko zbrati, bodisi iz kultiviranih celic ali tkiv._x000D_ Glavni cilj predloga je potisniti meje tehnologije FLEA-ChIP in jo izvajati za analizo interakcij DNK-proteinov na ravni ene celice, pri čemer se razvije nov in inovativen protokol za kultivirane celice in celice iz ločenih tkiv. V ta namen predlagamo, da se najprej prilagodi protokol FLEA-ChIP enoceličnim, nato pa ga vključi v tehnologije, ki temeljijo na kapljicah (mikrofluidni sistemi), da se poveča učinkovitost in omogoči avtomatizacija tehnike. Različne strategije za fragmentacijo kromatina in ligacijo adapterjev ter na koncu več mikrofluidikov bodo ocenjeni, da se zagotovi optimizacija tehnike in olajša njena prihodnja komercializacija._x000D_ Predstavljamo si enocelično FLEA-ChIP, da postane najsodobnejša tehnologija na epigenetičnem področju, saj bo omogočila analizo epigenoma posameznih populacij celic iz zdravih in obolelih tkiv pri enocelični ločljivosti. Takšne študije so ključnega pomena za razumevanje genskih regulativnih mehanizmov, ki so specifični za redke in heterogene populacijske celice, kot so izvorne celice tumorja, saj bodo omogočile izsleditev klonalnih linages za nadaljnjo opredelitev celičnega spomina in transkripcijske regulacije vzdolž napredovanja tumorja. Sčasoma se pričakuje, da bo ta tehnologija, skupaj z drugimi enoceličnimi pristopi, dosegla zdravstveni sistem, kjer bo predstavljala ključni napredek pri izvajanju personalizirane medicine. Pričakujemo, da bo metoda FLEA-ChIP postala referenčni protokol za enocelično ChIP eksperimente med raziskovalno skupnostjo ter zapolnila tehnološko vrzel, ki obstaja za to metodologijo na trgu. (Slovenian)
18 August 2022
0 references
Organizmy są formowane przez miliony komórek, które mają tę samą zawartość genetyczną, ale mimo to posiadają charakterystyczne cechy i pełnią bardzo różne funkcje. Mianowicie, każdy typ komórek wykazuje specyficzną kolekcję genów, która charakteryzuje ją i odróżnia od innych typów komórek, ze względu na mechanizmy epigenetyczne, które ściśle regulują ekspresję genu. Tak więc populacje komórek różnicują tożsamość epigenetyczną, to jest wzór cech epigenetycznych, które odróżniają je od innych komórek. W tym kontekście badanie tego epigenetycznego krajobrazu staje się niezbędne do zrozumienia regulacji genów w populacji zdrowych i chorych, ponieważ deregulacja tych mechanizmów regulacyjnych ściśle wiąże się z ważnymi chorobami, takimi jak rak, zaburzenia neurologiczne i patologie immunologiczne. _x000D_ dzięki rosnącemu rozwojowi technologii sekwencjonowania nowej generacji, wyzwanie przeprowadzenia badań genomowych na poziomie izolowanych komórek (jednokomórkowych) stało się rzeczywistością w ostatnich latach. Charakterystyka epigenomu na poziomie jednokomórkowym dostarczy dodatkowych informacji, takich jak stan różnicowania każdej komórki, jej pochodzenie i wywodzące się z niej linie klonalne._x000D_ Chromatin immunoprecipitation (ChIP) to technika wybrana przez większość laboratoriów do badania szczególnego epigenomicznego podpisu tkanek i typów komórek. Jednak żadne technologie nie istnieją aktualne, aby wydajnie, niezawodnie i łatwo umożliwić przeprowadzenie eksperymentów ChIP-Seq na poziomie pojedynczych komórek. Do chwili obecnej w 2015 r. zgłoszono tylko jedno badanie, ale nie opublikowano następnie żadnych innych prac ani nie uruchomiono komercyjnej aplikacji na rynku w oparciu o tę technologię, wskazując, że jej wdrożenie nie jest banalne. W naszej grupie opracowaliśmy innowacyjną metodę, zwaną FLEA-ChIP, w celu identyfikacji interakcji DNA-białka na poziomie genomu w próbkach ultra-niskich (do 100 komórek). Technika ta pozwala scharakteryzować, w wysoce specyficzny i powtarzalny sposób, stan epigenetyczny różnych populacji lub typów komórek, zwłaszcza z rzadkich i trudnych do pobrania próbek, zarówno z komórek hodowlanych, jak i tkanek._x000D_ Głównym celem wniosku jest przekroczenie granic technologii FLEA-ChIP i wdrożenie jej do analizy interakcji DNA-białka na poziomie jednokomórkowym, opracowanie nowatorskiego i innowacyjnego protokołu zarówno dla komórek hodowanych, jak i komórek z tkanek zdezagregowanych. W tym celu proponujemy, po pierwsze, dostosowanie protokołu FLEA-ChIP do jednej komórki, a następnie włączenie go do technologii opartych na kropelkach (systemy mikrofluidyczne), aby zwiększyć wydajność i umożliwić automatyzację tej techniki. Różne strategie rozdrobnienia chromatyny i podwiązania adaptera oraz, ostatecznie, kilka systemów mikrofluidycznych zostaną ocenione w celu zapewnienia optymalizacji techniki, a także ułatwienia jej przyszłej komercjalizacji._x000D_ Zakładamy, że jednokomórkowy FLEA-ChIP stanie się najnowocześniejszą technologią w dziedzinie epigenetycznej, ponieważ pozwoli na analizę epigenomu poszczególnych populacji komórek ze zdrowych i chorych tkanek w rozdzielczości jednokomórkowej. Tego rodzaju badania mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmów regulacyjnych genów, które są specyficzne dla rzadkich i niejednorodnych komórek populacji, takich jak komórki macierzyste nowotworu, ponieważ pozwolą one wytropić okładziny klonalne w celu dalszego scharakteryzowania pamięci komórkowej i regulacji transkrypcyjnej wzdłuż progresji guza. Oczekuje się, że technologia ta, wraz z innymi podejściami jednokomórkowymi, dotrze do systemu opieki zdrowotnej, gdzie będzie stanowiła kluczowy postęp w realizacji medycyny spersonalizowanej. Oczekujemy, że metoda FLEA-ChIP stanie się protokołem referencyjnym dla jednokomórkowych eksperymentów ChIP wśród środowiska badawczego, a także wypełni lukę technologiczną istniejącą dla tej metodologii na rynku. (Polish)
18 August 2022
0 references
Barcelona
0 references
21 December 2023
0 references
Identifiers
IU68-016730
0 references