El análisis de la expresión génica es una herramienta fundamental para comprender qué ocurre dentro de una muestra biológica. Sin embargo, la información que obtenemos puede ser muy diferente dependiendo de la técnica utilizada.
Dos de los métodos más utilizados son bulk RNA sequencing (bulk RNA-seq) y single-cell RNA sequencing (scRNA-seq). Ambos permiten estudiar la expresión génica, pero lo hacen desde perspectivas diferentes.
Bulk RNA-seq: una visión global de la muestra
El bulk RNA-seq analiza el transcriptoma de una población completa de células.
Para ello, el RNA procedente de todas las células de una muestra se procesa conjuntamente. El resultado es un perfil global que refleja los niveles medios de expresión génica del conjunto celular.
Esta aproximación proporciona una visión general del tejido o muestra analizada, pero esa media puede ocultar diferencias entre las distintas poblaciones celulares que la componen.
Podríamos compararlo con observar un bosque desde cierta distancia: podemos conocer sus características generales, pero resulta difícil distinguir qué está ocurriendo en cada árbol.
Single-cell RNA-seq: estudiar cada célula individualmente
El single-cell RNA-seq cambia la escala de análisis.
En lugar de obtener un único perfil para toda la muestra, permite estudiar la expresión génica de cada célula de manera individual. Esto facilita la identificación de diferentes tipos y estados celulares dentro de muestras biológicas complejas.
Siguiendo la comparación anterior, pasaríamos de observar el bosque en conjunto a poder analizar sus árboles individualmente.
Para conseguirlo, es necesario preparar una suspensión de células individuales de calidad adecuada y mantener la información que permita relacionar posteriormente cada lectura con su célula de origen.
¿Cómo se identifica la información de cada célula?
Una de las claves del single-cell RNA-seq es precisamente poder saber de qué célula procede cada molécula analizada.
En el flujo de trabajo de 10x Genomics, las células individuales se particionan en microreacciones denominadas GEMs (Gel Beads-in-emulsion) utilizando chips microfluídicos en instrumentos de la serie Chromium X.
Dentro de cada GEM se liberan oligonucleótidos con códigos de barras únicos. Estos permiten marcar el RNA de manera que, tras la preparación de la biblioteca y la secuenciación, sea posible relacionar las lecturas obtenidas con su célula original.
El resultado es un perfil de expresión génica a nivel de célula individual, en lugar de una media de toda la población.
¿Bulk RNA-seq o single-cell RNA-seq?
No se trata simplemente de decidir qué tecnología es mejor. La elección depende de la pregunta biológica que se quiera responder.
Bulk RNA-seq proporciona una visión global del transcriptoma de una muestra y puede resultar adecuado cuando interesa conocer cambios generales en la expresión génica.
Single-cell RNA-seq permite profundizar en la heterogeneidad celular y estudiar las diferencias existentes entre las células que forman esa misma muestra.
Además, los flujos de trabajo single cell pueden ir más allá del RNA. Al poder mantener la información sobre la célula de origen, es posible estudiar también otros analitos, como proteínas, cromatina o secuencias de receptores inmunitarios.
Una nueva escala para estudiar muestras complejas
La capacidad de pasar de un perfil promedio a analizar células individuales ha abierto nuevas posibilidades para estudiar la diversidad presente dentro de tejidos y muestras biológicas.
Plataformas como Chromium X permiten realizar esta partición celular de forma automatizada y controlada, haciendo posible generar bibliotecas para el análisis de expresión génica a nivel de célula individual.
Si quieres ampliar la información sobre single-cell RNA sequencing, las soluciones Chromium de 10x Genomics o su aplicación en tus proyectos de investigación, consulta con nosotros. Podemos ayudarte a conocer las posibilidades de estas tecnologías y valorar qué aproximación se adapta mejor a las necesidades de tu laboratorio.
También puedes profundizar en las diferencias entre bulk RNA-seq y single-cell RNA-seq en el artículo original de 10x Genomics: “What is the difference between bulk and single cell RNA sequencing?”