Forskare vid European Molecular Biology Laboratory (EMBL) har utvecklat SDR-seq, ett nytt verktyg som analyserar DNA och RNA samtidigt i enskilda celler. Denna innovation riktar sig mot icke-kodande DNA-regioner, där över 95 % av sjukdomsassocierade genetiska varianter finns. Metoden lovar att förbättra förståelsen av komplexa sjukdomar som hjärtsjukdom, autism och lymfom.
I århundraden noterade observatörer som Hippokrates att sjukdomar gick i familjer, vilket antydde genetiska rötter. Nu har EMBL-forskare avancerat analysen av enskilda celler med SDR-seq, publicerad i Nature Methods den 16 oktober 2025. Detta verktyg fångar genomvariationer och RNA från samma cell, och erbjuder större noggrannhet och skalbarhet än tidigare teknologier.
Kodande regioner i DNA fungerar som instruktionsmanualer, och uttrycker gener till RNA för proteinproduktion. Icke-kodande regioner reglerar dock celltillväxt och funktion, och hyser över 95 % av sjukdomsrelaterade varianter. Existerande metoder saknade känsligheten för att effektivt studera dessa områden i stor skala. "Detta har varit ett långvarigt problem, eftersom nuvarande metoder för enskilda celler för att studera DNA och RNA i samma cell har haft begränsad genomströmning, saknat känslighet och är komplicerade," sa huvudförfattaren Dominik Lindenhofer, en postdoktor i EMBL:s Steinmetz-grupp.
SDR-seq använder små olja-vatten droppar för att isolera enskilda celler, vilket möjliggör analys av tusentals i ett experiment. Det kopplar genetiska förändringar direkt till genaktivitetsmönster, oavsett variantens plats. Utvecklingen involverade EMBL:s enheter för Genome Biology och Structural and Computational Biology, Stanford University School of Medicine, och Heidelberg University Hospital. Teamen bevarade RNA genom cellfixering och skapade specialiserad dekoderingsprogramvara för DNA-barcoding.
Verktyget testades på prover från B-celllymfompatienter, och avslöjade hur DNA-varianter påverkar tumörtillväxt. Celler med fler varianter visade starkare aktiveringssignaler och ett mer malign tillstånd. "Vi använder dessa små reaktionskammare för att läsa ut DNA och RNA i samma enskilda cell," förklarade Lindenhofer. "Med B-celllymfomcellerna kunde vi visa att beroende på cellernas variantuppsättning hade de olika benägenheter att tillhöra distinkta cellulära tillstånd."
Huvudförfattaren Lars Steinmetz, en EMBL-gruppledare och professor i genetik vid Stanford, framhöll dess potential: "Vi har ett verktyg som kan koppla varianter till sjukdomar. Denna kapacitet öppnar ett brett spektrum av biologi som vi nu kan upptäcka. Om vi kan urskilja hur varianter faktiskt reglerar sjukdomar och förstå den sjukdomen bättre, betyder det att vi har en bättre chans att ingripa och behandla den."
SDR-seq skulle kunna förbättra diagnostiken för sjukdomar som medfödd hjärtsjukdom, autism och schizofreni, och bana väg för personlig medicin.