一种新的空间转录组学技术——DNA纳米技术驱动的方法，称为“Light-Seq”——使研究人员能够使用少数感兴趣的细胞独有的独特DNA条形码对RNA序列的完整库进行“地理标记”。这些目标细胞是通过光交联过程在显微镜下使用光来选择的。

在DNA纳米技术的帮助下，条形码RNA序列被翻译成连贯的DNA链，然后可以从组织样本中收集并使用下一代测序(NGS)进行识别。可以对同一样本中的不同细胞群使用不同的条形码重复Light-Seq过程，该样本完好无损以供后续分析。

“Light-Seq独特的功能组合满足了一项未满足的需求：能够对保存的组织中难以分离(如果不是不可能的话)的细胞群或稀有细胞类型执行成像信息、空间规定的深度测序分析，只需一个-他们高度精细的基因表达状态与空间、形态和潜在疾病相关特征的一一对应，”Wyss研究所的核心教员PengYin博士说。

“为了在完整组织样本的自定义选择位置对细胞进行专门测序，我们开发了一种新方法，用于将DNA条形码光交联到RNA分子的副本，以及一种DNA纳米技术驱动的程序，使它们及其附着的RNA序列可被NGS读取，”Yin课题组的博士后NinningLiu博士说。

首先，DNA引物与细胞中的RNA分子“碱基配对”，并被延伸以产生cDNA。然后，含有超快光交联剂核苷酸的DNA条形码链与细胞中的cDNA碱基配对。当目标细胞在显微镜下通过类似模板的光学装置被照亮时，这些细胞就会永久地连接在一起，该装置将显微镜视野中的其他非目标细胞保持在黑暗中，从而使它们免于光交联反应。在将条形码DNA序列从未原位永久连接的细胞中清洗出来后，可以使用不同的条形码和光模式重复该过程以标记更多感兴趣的区域。

“为了能够将这种条形码工作流程与NGS相结合，我们设计了一种基于DNA纳米技术的新缝合反应。这项创新使我们能够将我们的条形码cDNA转换为连续的读出序列。然后，我们可以从样本中提取完整的带有条形码的cDNA序列集合，并使用标准的NGS技术对其进行分析，”SinemSaka博士解释说，他目前是德国海德堡欧洲分子生物学实验室的组长，曾担任-WyssInstituteYing实验室的博士。“最终，每个条形码都会将完整的转录组读数追溯到组织样本中预先选择的细胞，这些细胞在后续分析中保持完整。这为我们提供了一个独特的机会，可以在测序后重新访问完全相同的细胞以进行验证或进一步探索。”

Yin的团队将Light-Seq应用于小鼠视网膜的横截面，以分析具有不同功能的三个主要层。研究人员达到了与单细胞测序方法相当的序列覆盖率，并发现在视网膜的三个主要层之间富集了数千个RNA。他们还表明，在序列提取后，组织样本保持完好无损，可以进一步成像以获取蛋白质和其他生物分子。最后，该团队能够分离出视网膜多巴胺能无长突细胞的完整转录组——一种难以分离的罕见细胞类型。

“我们的测序数据清楚地表明，Light-Seq可以确定RNA结构的自然变异。展望未来，我们非常有兴趣使用Light-Seq来更好地了解免疫系统、疾病传播细胞以及不同治疗策略(如基因和细胞疗法)之间的相互作用，”正在寻求商业化途径的Kishi说Light-Seq和她的一些合著者。