Multiomics und Einzelzellanalyse

Individualisierte Technologien erlauben das Auslesen qualitativ hochwertiger, molekularer Informationen aus Einzelzellen.
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Individualisierte Technologien erlauben das Auslesen qualitativ hochwertiger, molekularer Informationen aus Einzelzellen.

Die Einzelzell-Sequenzierung bietet hochauflösende Einblicke in die zelluläre Heterogenität und die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zelltypen. Sie ermöglicht die Analyse einer hohen Anzahl von Zellen, was sie zu einem leistungsfähigen Instrument für die Charakterisierung seltener Zelltypen und unterschiedlicher Zellzustände macht (Zellplastizität). Folgen lokaler Funktionsstörungen von Zellen können so nachverfolgt und Veränderungen, die in pathologischen Situationen (bei Autoimmunerkrankungen, chronischen Krankheiten oder Krebs) auftreten, direkt identifiziert werden.

Insbesondere die hochauflösende Bestimmung der Veränderung der zellulären Heterogenität in Flüssigbiopsien, aber auch die individuelle Veränderung einzelner Zellen, z. B. zirkulierender Tumorzellen, können therapiebegleitend das Ansprechen und den Verlauf von Erkrankungen bestimmen.

Ihre Benefits

  • Individualisierte Technologien erlauben das Auslesen qualitativ hochwertiger, molekularer Informationen aus Einzelzellen.
  • Miniaturisierung und Automatisierung ermöglichen eine Hochdurchsatzanalyse bei reduzierten Kosten.
  • Long-Read-Technologien machen die Charakterisierung komplexer Genomregionen oder Transkript-Isoformen sowie die Bestimmung von Basenmodifikationen möglich.

Unsere Angebote

Einzelzell-DNA-Analyse

Der erste Schritt zur molekularen Charakterisierung von Einzelzellgenomen ist die Genomamplifikation mittels Ampli1 Whole Genome Amplification (WGA).

Die Miniaturisierung und Automatisierung der Methode ermöglichen eine Hochdurchsatzanalyse zu reduzierten Kosten. Unsere etablierte dreistufige Qualitätskontrolle erlaubt zudem die zuverlässige Identifizierung von Proben mit ausreichender Qualität für nachgeschaltete NGS-Analysen.

Einzelzell-Transkriptomanalyse

3'- oder 5'-RNA-Sequenzierung mittels mikrofluidischer 10X Genomics-Technologie

Anwendung: Diese Methode bietet sich an, wenn die Anzahl der verfügbaren Zellen hoch und das Ziel der Studie die Identifizierung von Zelltypen auf Basis gemeinsamer Expressionsprofilmuster oder eine Kombination mit anderen Technologien ist, z. B. ATAC-Seq oder Feature Barcoding für Multiomics-Anwendungen.

Transkriptom-Sequenzierung von Einzelzellen mit der Smart-Seq2-Methode

Anwendung: Das Smart-Seq2-Protokoll ist automatisiert sowie miniaturisiert und somit kosteneffizient für eine kleine bis mittlere Anzahl von Zellen einsetzbar. Eine dreistufige Qualitätskontrolle nach der Amplifikation des gesamten Transkriptoms ermöglicht es, Zellen von hoher Qualität für NGS-Analysen auszuwählen. Smart-Seq2 erzeugt Transkriptome in voller Länge, was neben der differenziellen Expressionsanalyse auch die Identifizierung von Punktmutationen und die Quantifizierung von Isoformen ermöglicht.

Einzelzell-RNA-Seq mittels Ampli1 Whole Transcriptome Amplification (WTA)

Anwendung: Diese Methode erzeugt ebenfalls Transkripte in voller Länge und kann mit Ampli1 WGA kombiniert werden, um das Genom und das Transkriptom derselben Einzelzelle zu analysieren.

Long-Read-Sequenzierung

Am Fraunhofer ITEM verfügen wir über einen PromethION- und einen MinION Oxford Nanopore-Sequenzierer. Im Gegensatz zur Illumina-Sequenzierung erzeugt die ONT-Sequenzierung sehr lange Reads, die nur durch die Länge des Eingangsmaterials begrenzt sind. Daher haben wir Methoden für die Isolierung von DNA mit hohem Molekulargewicht etabliert.

Anwendung:

  • Untersuchung schwieriger Genomregionen, insbesondere komplexe Strukturvarianten und komplexe Aberrationen
  • Nachweis des Methylierungsstatus der sequenzierten DNA ohne weitere Modifikation der Bibliothekspräparation 
  • Direkte RNA-Sequenzierung für differenzielle Transkriptionsanalysen, Isoformnachweis und Epitranskriptomik 

miRNA-Sequenzierung

Am Fraunhofer ITEM haben wir eine Methode entwickelt, die die Sequenzierung von kleinen, nicht-kodierenden RNAs, insbesondere microRNAs (miRNAs), aus einzelnen Zellen ermöglicht. Unsere miRNA-Seq-Methode liefert sensitive und reproduzierbare Ergebnisse mit Zelllinien diverser Ursprungsgewebe, zirkulierenden Tumorzellen aus dem Blut von Krebspatienten und sogar Einzelzellen aus kryokonserviertem Gewebe, welches nach dem Auftauen zu einer Einzelzellsuspension dissoziiert wurde. Als interne Qualitätskontrolle sind Spike-ins verfügbar. Die miRNA-Seq-Methode ist automatisiert sowie miniaturisiert und kann sowohl im 96- als auch im 384-Well-Format durchgeführt werden.

Kontakt

Stefan Kirsch

Contact Press / Media

Dr. Stefan Kirsch

Arbeitsgruppenleiter Innovative molekulare Technologie und Biomarkeridentifizierung

Christopher Jakobs

Contact Press / Media

Dr. Christopher Jakobs

Business Development Personalisierte Tumortherapie

Telefon +49 152 28220636