Le premier système d'instruments au monde pour le tri et le séquençage cellulaire activé par Raman (RACS-SEQ) a récemment été développé dans la ville de Qingdao, dans l'est de la Chine, permettant une identification fonctionnelle, tri et séquençage de cellules individuelles, d'une manière sans étiquette.

Le système, développé par des scientifiques du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) de l'Académie chinoise des sciences, a été publié lors de la 20e Conférence sur le spectre moléculaire de Chine et de la Conférence annuelle 2018 de spectroscopie le 20 octobre.

Une seule cellule est l'unité de base de la fonction et de l'évolution de la plupart des formes de vie sur terre. Pour comprendre pourquoi les cellules diffèrent les unes des autres et pour identifier rapidement les cellules et les gènes en termes de fonction cible, le profilage fonctionnel et le séquençage au niveau de la cellule unique sont d'une grande importance.

Le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) est la stratégie et l'instrument les plus couramment utilisés pour le tri cellulaire. Cependant, les cellules doivent être marquées par fluorescence (sur un ADN spécifique, biomarqueurs de protéines ou de métabolites) avant la cytométrie en flux. Par conséquent, cellules sans biomarqueurs connus, les cellules qui ne peuvent pas être marquées par fluorescence, et les cellules qui ne sont pas encore cultivées, sont tous hors de portée de FACS.

"RACS-SEQ fonctionne différemment, " dit Xu Jian, directeur du Single-Cell Center de QIBEBT. "Il ne nécessite pas d'étiquetage des cellules, qui pallie les inconvénients du FACS, et est généralement applicable à la pléthore de types de cellules dans la nature."

Le système est basé sur le concept Ramanome et l'invention de technologies clés, notamment l'encapsulation cellulaire par gravité activée par Raman (RAGE) et le tri cellulaire par micro-gouttelettes activé par Raman (RADS). Il se compose de quatre modules fonctionnels, y compris l'imagerie Raman unicellulaire, interprétation des données Ramanome pour le phénotype et la fonction, et la construction de la bibliothèque RACS-SEQ pour les cellules individuelles triées.

Le système RACS-SEQ est équipé d'un système d'information intelligent, qui se compose du système d'information du laboratoire Ramanome (RamLIS), Explorateur Ramanome (RamEX) et base de données Ramanome (RamDB). Les utilisateurs peuvent acquérir des données Ramanome pour des échantillons rapidement et avec précision via RamLIS, traiter et exploiter ces données en ligne via RamEX, et stockez toutes les informations pour le stockage et l'extraction de données futurs via RamDB. Les cellules individuelles triées par RAGE et RADS peuvent ensuite être soumises à un séquençage monocellulaire, par extraction d'acide nucléique unicellulaire et amplification dans des microgouttelettes.

Le système, via de nouvelles technologies telles que RAGE et RADS, non seulement conserve l'activité cellulaire après le tri, mais élève également considérablement la qualité des assemblages de génomes unicellulaires. La couverture du génome d'une seule cellule bactérienne peut atteindre 95% en utilisant le système RACS-SEQ, selon MA Bo, chef de groupe Systèmes Microfluidiques, Centre unicellulaire. Le système RACS-SEQ publié comprend également un certain nombre de kits tels que le kit de test de résistance aux antimicrobiens cliniques unicellulaires, le kit d'amplification du génome monocellulaire post-RACS et le kit de micropuce RAGE.

"[Ce système] trouvera de larges applications dans la recherche sur le microbiome et la biologie synthétique, et soutenir la biomédecine, biosécurité, la biotechnologie industrielle ainsi que les industries de biotechnologie marine, " a déclaré Liu Chenli, directeur du Centre de recherche en génie biologique de synthèse, Instituts de technologie avancée de Shenzhen, Académie chinoise des sciences.