Ottimizzazione Single-Cell nell'Analisi delle Comunità Microbiche

L’utilizzo della tecnica di single-cell genome sequencing è fondamentale per l’analisi di sistemi biologici complessi, come le comunità microbiche, con il fine di approfondire l’eterogeneità che le caratterizza e comprendere i meccanismi biochimici alla base dei singoli individui. Per definire tali caratteristiche è stata necessaria un’analisi dei genomi isolando le singole cellule. Per raggiungere tale scopo, è stata utilizzata una tecnica che, sfruttando i principi della microfluidica, permette la generazione di un’emulsione costituita da particolari droplets in cui vengono isolati e incapsulati i microrganismi. La formazione di questa miscela è realizzata tramite uno strumento provvisto di un sistema di pompe e di un microchip caratterizzato da canali che confluiscono in un unico output in cui vengono raccolte le droplets generate. Inoltre, per la realizzazione del single-cell sequencing, è necessario ottenere il genoma cellulare attraverso un processo di lisi e la successiva amplificazione mediante la Whole Genome Amplification (WGA) effettuata all’interno della droplet, evitando in questo modo possibili contaminazioni e aumentando la qualità delle sequenze amplificate. Mediante l’approccio split-and-pool è stato possibile generare diverse combinazioni di barcodes da legare alle sequenze genomiche amplificate e, tramite la rottura dell’emulsione, allestire una libreria e sequenziare l’intero genoma. Questa tecnica è stata utilizzata in due esperimenti per l’analisi di due comunità microbiche differenti: una comunità semplice e una comunità più complessa.