O primeiro sistema de instrumentos do mundo para classificação e sequenciamento de células ativadas por Raman (RACS-SEQ) foi recentemente desenvolvido na cidade de Qingdao, no leste da China, permitindo a identificação funcional, classificação e sequenciamento de células individuais, de uma forma sem etiqueta.

O sistema, desenvolvido por cientistas do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos (QIBEBT) da Academia Chinesa de Ciências, foi lançado na 20ª Conferência de Espectro Molecular da China e na Conferência Anual de Espectroscopia de 2018 em 20 de outubro.

Uma única célula é a unidade básica de função e evolução para a maioria das formas de vida na Terra. Para entender por que as células diferem umas das outras e para identificar rapidamente células e genes em termos de função alvo, o perfil funcional e o sequenciamento no nível de uma única célula são de grande importância.

A classificação de células ativadas por fluorescência (FACS) é a estratégia e o instrumento mais comumente usados ​​para a classificação de uma única célula. Contudo, as células têm que ser marcadas com fluorescência (em DNA específico, biomarcadores de proteína ou metabólito) antes da citometria de fluxo. Portanto, células sem biomarcadores conhecidos, células que não podem ser marcadas com fluorescência, e células que ainda não foram cultivadas, estão todos fora do alcance do FACS.

"O RACS-SEQ funciona de uma maneira diferente, "disse Xu Jian, Diretor do Centro de Célula Única do QIBEBT. “Não requer rotulagem de células, que supera as desvantagens do FACS, e é geralmente aplicável à infinidade de tipos de células na natureza. "

O sistema é baseado no conceito Ramanome e na invenção de tecnologias-chave, incluindo encapsulamento de células acionadas por gravidade ativadas por Raman (RAGE) e seleção de microgotas de células ativadas por Raman (RADS). É composto por quatro módulos funcionais, incluindo imagem Raman de célula única, interpretação dos dados Ramanome para fenótipo e função, e construção de biblioteca RACS-SEQ para as células individuais classificadas.

O sistema RACS-SEQ está equipado com um sistema de informação inteligente, que consiste no Ramanome Lab Information System (RamLIS), Ramanome Explorer (RamEX) e Ramanome Database (RamDB). Os usuários podem adquirir dados Ramanome para amostras com rapidez e precisão através do RamLIS, processar e extrair esses dados online por meio do RamEX, e armazene todas as informações para armazenamento e mineração de dados futuros por meio do RamDB. As células individuais classificadas por RAGE e RADS podem então ser submetidas ao sequenciamento de uma única célula, via extração de ácido nucléico de uma única célula e amplificação em microgotículas.

O sistema, por meio de novas tecnologias, como RAGE e RADS, não apenas retém a atividade celular pós-classificação, mas também eleva muito a qualidade dos conjuntos do genoma de uma única célula. A cobertura do genoma de uma única célula bacteriana pode chegar a 95% usando o sistema RACS-SEQ, de acordo com MA Bo, líder do grupo de Sistemas Microfluídicos, Centro de célula única. O sistema RACS-SEQ lançado também inclui uma série de kits, como o kit de teste de resistência antimicrobiana clínica de célula única, o kit de amplificação do genoma de célula única pós-RACS e o kit de microchip RAGE.

"[Este sistema] encontrará amplas aplicações na pesquisa de microbioma e biologia sintética, e apoiar a biomedicina, biossegurança, biotecnologia industrial, bem como indústrias de biotecnologia marinha, "disse Liu Chenli, diretor do Centro de Pesquisa em Engenharia de Biologia Sintética, Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen, Academia Chinesa de Ciências.