Para ilmuwan di Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (EMBL) telah mengembangkan SDR-seq, alat baru yang menganalisis DNA dan RNA secara bersamaan dalam sel tunggal. Inovasi ini menargetkan wilayah DNA non-koding, di mana lebih dari 95% varian genetik terkait penyakit berada. Metode ini menjanjikan peningkatan pemahaman tentang penyakit kompleks seperti penyakit jantung, autisme, dan limfoma.
Selama berabad-abad, pengamat seperti Hippocrates mencatat penyakit yang berjalan dalam keluarga, mengisyaratkan akar genetik. Kini, peneliti EMBL telah memajukan analisis sel tunggal dengan SDR-seq, yang diterbitkan di Nature Methods pada 16 Oktober 2025. Alat ini menangkap variasi genomik dan RNA dari sel yang sama, menawarkan akurasi dan skalabilitas yang lebih besar daripada teknologi sebelumnya.
Wilayah pengkodean DNA bertindak seperti buku panduan instruksi, mengekspresikan gen menjadi RNA untuk produksi protein. Wilayah non-koding, bagaimanapun, mengatur pertumbuhan dan fungsi sel, menampung lebih dari 95% varian terkait penyakit. Metode yang ada kurang sensitif untuk mempelajari area ini secara efektif dalam skala besar. "Ini telah menjadi masalah lama, karena metode sel tunggal saat ini untuk mempelajari DNA dan RNA dalam sel yang sama memiliki throughput terbatas, kurang sensitif, dan rumit," kata penulis utama Dominik Lindenhofer, seorang postdoktor di Grup Steinmetz EMBL.
SDR-seq menggunakan tetesan minyak-air kecil untuk mengisolasi sel tunggal, memungkinkan analisis ribuan dalam satu eksperimen. Ini menghubungkan perubahan genetik langsung ke pola aktivitas gen, terlepas dari lokasi varian. Pengembangan melibatkan unit Biologi Genom dan Biologi Struktural dan Komputasional EMBL, Sekolah Kedokteran Universitas Stanford, dan Rumah Sakit Universitas Heidelberg. Tim mempertahankan RNA melalui fiksasi sel dan membuat perangkat lunak dekoding khusus untuk pembaruan DNA.
Alat ini diuji pada sampel pasien limfoma sel B, mengungkap bagaimana varian DNA memengaruhi pertumbuhan tumor. Sel dengan lebih banyak varian menunjukkan sinyal aktivasi yang lebih kuat dan keadaan yang lebih ganas. "Kami menggunakan ruang reaksi kecil ini untuk membaca DNA dan RNA dalam sel tunggal yang sama," jelas Lindenhofer. "Dengan sel limfoma sel B, kami dapat menunjukkan bahwa tergantung pada komposisi varian sel, mereka memiliki kecenderungan berbeda untuk termasuk dalam keadaan seluler yang berbeda."
Penulis senior Lars Steinmetz, pemimpin kelompok EMBL dan profesor genetika Stanford, menyoroti potensinya: "Kami memiliki alat yang dapat menghubungkan varian ke penyakit. Kemampuan ini membuka berbagai bidang biologi yang sekarang dapat kami temukan. Jika kami dapat membedakan bagaimana varian benar-benar mengatur penyakit dan memahami proses penyakit itu lebih baik, itu berarti kami memiliki kesempatan yang lebih baik untuk campur tangan dan mengobatinya."
SDR-seq dapat meningkatkan diagnosis untuk penyakit seperti penyakit jantung bawaan, autisme, dan skizofrenia, membuka jalan untuk pengobatan personalisasi.