A identificação de genes envolvidos em doenças é um dos maiores desafios da pesquisa biomédica. Pesquisadores da Universidade de Bonn e do Hospital Universitário de Bonn (UKB) desenvolveram um método que torna sua identificação muito mais fácil e rápida: eles iluminam sequências genômicas no núcleo celular. Em contraste com triagens complexas usando métodos estabelecidos, o método NIS-Seq pode ser usado para investigar os determinantes genéticos de quase qualquer processo biológico em células humanas. O estudo foi publicado agora na Nature Biotechnology.
Os pesquisadores de Bonn desenvolveram agora um método de triagem CRISPR óptico que permite identificar genes importantes de forma muito mais fácil e rápida: Sequenciamento Nuclear In-Situ, ou NIS-Seq para abreviar. “O CRISPR também é usado aqui”, explica Caroline Fandrey, estudante de doutorado no grupo de pesquisa do Prof. Schmid-Burgk e primeira autora do estudo. “No entanto, podemos observar quase qualquer processo biológico em células enquanto elas ainda estão vivas para identificar os genes-chave envolvidos.” Os pesquisadores usam um truque para isso: além da sequência CRISPR, eles introduzem um promotor de fago, chamado assim, no genoma celular, que amplifica as sequências CRISPR e as torna visíveis por meio de cores diferentes. Confetes coloridos podem ser detectados em cada núcleo usando microscópios de fluorescência convencionais para revelar qual gene foi desativado.
Menos de cem células revelam um gene relevante
“Com o NIS-Seq, atualmente precisamos de cerca de uma semana para identificar um gene relevante”, diz Marius Jentzsch, também estudante de doutorado do Prof. Schmid Burgk e primeiro autor do artigo. “Para uma triagem CRISPR convencional, muitas vezes leva meses para separar precisamente as células de acordo com sua função.” Outra vantagem do novo método é que ele funciona em quase todas as células, mesmo em células particularmente pequenas ou inativas – desde que tenham um núcleo celular. No estudo, os pesquisadores analisaram com sucesso oito tipos de células de duas espécies. Schmid-Burgk: “Estamos convencidos de que nosso método se tornará uma ferramenta padrão para a identificação de atores genéticos-chave em processos celulares.”
Instituições participantes e financiamento
Além da Universidade de Bonn e do UKB, a Universidade de Melbourne, o Centro Alemão de Pesquisa de Reumatismo de Berlim (DRFZ) e a empresa polonesa Appilson participaram do estudo. O projeto foi financiado pelo Cluster de Excelência ImmunoSensation2 e pela Área de Pesquisa Transdisciplinar (TRA) Life & Health na Universidade de Bonn, bem como pelo Centro de Pesquisa Colaborativa DFG 1454: Metaflamação e Programação Celular.
Publication (Open Access)
Caroline I. Fandrey*, Marius Jentzsch*, Peter Konopka,
Alexander Hoch, Katja Blumenstock, Afraa Zackria, Salie Maasewerd,
Marta Lovotti, Dorothee J. Lapp, Florian N. Gohr, Piotr Suwara,
J?drzej ?wie?ewski, Lukas Rossnagel, Fabienne Gobs, Maia Cristodaro,
Lina Muhandes, Rayk Behrendt, Martin C. Lam, Klaus J. Walgenbach,
Tobias Bald, Florian I. Schmidt, Eicke Latz, Jonathan L. Schmid-Burgk. “NIS-Seq enables cell-type-agnostic optical perturbation screening”. Nature Biotechnology, 2024, https://doi.org/10.1038/s41587-024-02516-5
Felix Heyder
Felix Heyder University Hospital Bonn
