描述一个孤立单一的视网膜细胞,随后他们的cDNA扩增的方法。单细胞转录揭示了在组织细胞的异质性目前的程度,并揭示了罕见的细胞群的新的标记基因。所附的协议,可以调整,以适应多种不同的细胞类型。
高度专业化的,但非常小的细胞群体在许多组织中发挥的重要作用。细胞类型特异性标志物和基因表达程序极为罕见的细胞亚群的识别一直是一个挑战,使用标准的整个组织的方法。单个细胞的基因表达图谱允许获得了前所未有的细胞类型,包括只有一个很小的比例,共组织1-7。此外,这种技术可用于研究基因的表达,瞬时表达细胞小的数字,在动态发展过渡8的方案。
这种细胞的多样性的问题反复出现在中枢神经系统(CNS)神经连接可以相当不同的细胞之间发生9。不同的细胞类型的确切的数字是不准确不得而知,但据估计可能有多达1000个不同类型的皮质我tself 10。复杂的神经回路的功能(S)可能依靠一些罕见的神经类型和他们表达的基因。通过确定新的标志物和分子分类不同的神经元,单细胞的方法是在中枢神经系统的细胞类型分析特别有用。它也可能有助于阐明神经发育机制在神经祖发展的早期阶段,通过识别差异表达的基因和基因途径。
作为一种简单,方便地访问组织神经元具有相当的多样性,脊椎动物的视网膜是一个极好的模型系统研究细胞发育,神经细胞的分化和神经多样化的进程。然而,这种细胞的多样性,如中枢神经系统的其他部分,可以决定采取一种特定的细胞命运,推动视网膜祖细胞的遗传途径提出一个问题,特别是考虑到杆感光弥补马jority视网膜细胞总人口的11。在这里,我们报告单( 图1)视网膜细胞中表达的转录的识别方法。单细胞分析技术允许在不同的细胞群体的视网膜2,4,5,12评估为异质目前的金额的。此外,这种方法揭示了一个新的候选基因,可能发挥的作用(S)在决策过程中的细胞命运发生在视网膜祖细胞亚群8。随着协议的一些简单的调整,这种技术可以用于许多不同的组织和细胞类型。
被认为是考虑到他们的基因表达6,8更均匀的人口数量不断扩大的研究揭示强大的细胞,细胞变异。至少有一个实例,该基因表达的“噪音”已被证明发挥了重要的生物功能13。使用传统的全组织方法掩盖单个细胞之间的基因表达差异。这些实验产生一个“平均”的细胞,这可能不是代表14的表达谱。在这里,我们提出了一个从单一的视网膜细胞的基因表达模式的分离和鉴定…
The authors have nothing to disclose.
Reaction mixtures:
Cell Lysis buffer
0.45 μ | 10X reaction buffer (100 mM Tris-HCl pH 8.3, 500 mM KCl, 2 mM MgCl2) |
0.23 μl | 10% NP-40 |
0.23 μl | 0.1M DTT |
0.05 μl | RNase Inhibitor (40 U/μl) |
0.05 μl | SUPERase-In (20U/μl) |
0.13 μl | Modified Oligo d(T) primer (TATAGAATTCGCGGCCGCTCGCGATTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT) |
0.09 μl | dNTPs (2.5 mM each) |
3.27 μl | dH20 (use molecular biology grade for all reaction mixtures) |
Tailing Reaction Mixture
0.18 μl | 100 mM dATP |
0.6 μl | 10X reaction buffer(100 mM Tris-HCl pH 8.3, 500 mM KCl, 2 mM MgCl2) |
4.62 μl | dH2O |
0.3 μl | TdT (400 U/μl) |
0.3 μl | RNase H (2 U/μl) |
PCR Reaction Mixture
10 μl | 10x Ex-Taq HS Buffer with Mg2+ |
10 μl | 2.5 mM dNTPs |
0.2 μl | Modified Oligo d(T) primer (10 μg/μl) |
1 μl | Ex-Taq HS Polymerase (5U/μl) |
68.8 μl | dH2O |
10X One-Phor All Buffer
0.5M | Potassium acetate |
0.1M | Tris acetate (pH 7.6) |
0.1M | Magnesium acetate |
Solutions:
10X Phosphate buffered saline (1 liter)
80g NaCl
2g KCl
14.4 g Na2PO4
2.4 g KH2PO4
adjust to pH 7.4 with NaOH and bring the volume to 1 liter with water
Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments |
Vertical needle puller | David Kopf Instruments | Model 750 | |
Microcapillary tubes | Sigma | P0674 | |
Aspirator tube assembly | Sigma | A5177 | |
Corning filter tips (100-1000 μl | Fisher Scientific | 07-200-265 | |
Hank’s balanced salt solution (1X) | Lonza BioWhittaker | 10-508F | |
HEPES buffer (1M) | MP Biomedicals | 091688449 | |
Bovine serum albumin | Sigma | A9418 | |
DNase I | Roche | 04716728001 | |
papain | Worthington | LS03126 | |
Superscript III | Invitrogen | 18080-044 | |
RNase Inhibitor | Applied Biosystems | AM2682 | These two RNase inhibitors seem to work the best. Contaminants present in other inhibitors can contribute to a background smear. |
SUPERase-In | Applied Biosystems | AM2694 | These two RNase inhibitors seem to work the best. Contaminants present in other inhibitors can contribute to a background smear. |
Modified Oligo d(T) primer (gel purified) | Oligos ETC | We have used primers purchased from many different companies and have seen the most reliable and reproducible results from Oligos ETC. | |
T4 gene 32 protein | New England Biolabs | M0300L | |
Exonuclease I | New England Biolabs | M0293S | |
TdT | Roche | 3 333 574 | As with other reagents, using a TdT enzyme from other companies gave more variable results. |
RNase H | Invitrogen | 18021-014 | |
Ex-Taq HS Polymerase | Takara | RR006A | |
Biotin N6-ddATP | Enzo Biosciences | 42809 |
Table 1. Specific reagents and equipment.