Spatial Omics am DcGC: Proof-of-Concept-Studie einer bahnbrechenden Technik zeigt erfolgreiche Anwendung beim Zebrafisch

Spatial Transcriptomics, eine revolutionäre neue Technik zur gleichzeitigen Quantifizierung der mRNA-Expression einer Vielzahl von Genen direkt im Gewebekontext, ist nun am DRESDEN-concept Genome Center (DcGC) verfügbar. Eine kürzlich durchgeführte Proof-of-Concept-Studie der Brand-Gruppe demonstrierte erfolgreich die Anwendung von Xenium, eine von Spatial Transcriptomics Techniken, beim Zebrafisch zur Überwachung der Transkription von bis zu 480 Genen.

In den letzten Jahren haben Single-Cell-Sequenzierung und verwandte Omics-Technologien die wissenschaftliche Forschung revolutioniert. Diese Techniken konnten jedoch bisher nicht den genauen Ort der sequenzierten Zellen innerhalb des Gewebes bestimmen.

„Man konnte zwar verschiedene Zelltypen in einer Gewebeprobe erkennen, sogar neue Zelltypen identifizieren, aber diese Zellen nicht innerhalb des Gewebes lokalisieren", so Dr. Julieta Aprea, Leiterin der Spatial Omics-Einheit am DcGC. „Spatial Transcriptomics ändert das. Es kombiniert Transcriptomics mit Histologie, sodass wir jede Zelle in einem Gewebe auswählen und ihr Transcriptom analysieren können."

Proof-of-Concept-Studie

Das Team am DcGC, in Zusammenarbeit mit der Histologie-Facility und der Lichtmikroskopie-Facility (Core Facilities der CMCB Technology Platform), bietet Spatial Omics seit Frühjahr 2023 an. Xenium wurde erfolgreich mit menschlichen und Mausproben verwendet, wobei bis zu 5.000 verschiedene Gene sequenziert werden können. Da viele Gruppen am CRTD mit Zebrafischen arbeiten, entschied sich das DcGC, die Anwendung der Technik auch auf diesen Modellorganismus auszuweiten. In Zusammenarbeit mit 10x Genomics übernahm das DcGC ein anspruchsvolles Projekt mit der Gruppe von Prof. Michael Brand.

„Der Zebrafisch ist ein erstaunliches Tier, das sein Nervensystem regenerieren kann. Wir wollten die Regeneration des Zebrafischgehirns untersuchen, identifizieren, welche Zellen durch eine Verletzung zerstört werden, welche am Reparaturprozess beteiligt sind und welche sich regenerieren", erklärt Sebastian Eguiguren, ein Doktorand in der Brand-Gruppe.

Traditionelle Single-Cell-Transcriptomics zeigten verschiedene neuronale Zelltypen und -subtypen, darunter auch neuartige Zelltypen. „Die Frage war, wo sich diese Zellen im regenerierenden Gehirn befinden?", fügt Sebastian hinzu.

Der Schlüssel zum Erfolg: Probenvorbereitung

Erfolgreiches Spatial Omics beruht auf sorgfältiger Probenvorbereitung. Hier spielte Susanne Weiche von der Histologie-Facility des CMCB eine entscheidende Rolle.

„Wie bei der Single-Molecule Fluorescent In-Situ Hybridization, auf der die Technik basiert, ist eine qualitativ hochwertige Probenvorbereitung essentiell. Für diese Studie verwendeten wir präzise 4-Mikrometer-Paraffinschnitte verschiedener Hirnareale des Zebrafisches", erklärt Susanne Weiche.

„Der Datensatz, den wir erhalten haben, ist einfach unglaublich", sagt Sebastian Eguiguren. „Die Qualität der Daten ist hervorragend, so dass ich die Transkription von fast 500 Genen innerhalb jeder einzelnen Zelle eines regenerierenden Zebrafischgehirns verfolgen konnte. Die Erkenntnisse aus diesen Daten sind phänomenal."

Verfügbare Spatial Genomics Workflows am DcGC

Derzeit bietet das DcGC zwei verschiedene Spatial Genomics Workflows an: Xenium und Visium. Weitere Informationen zu den Techniken finden Sie in unserem Artikel hier.

Spatial Genomics am DcGC erkunden

Sind Sie daran interessiert, Spatial Omics auf Ihre Forschung anzuwenden? Kontaktieren Sie das DcGC für eine Beratung. Die Experten am DcGC und der Histologie-Facility können Sie durch den Prozess führen, vom experimentellen Design bis zur Ausführung, und Ihnen in jedem Schritt Unterstützung bieten.

Ansprechperson:

Dr. Julieta Aprea
DRESDEN-concept Genome Center
E-mail:

© DcGC