Dos professors del Màster en Bioinformàtica i un estudiant graduat del mateix màster, realitzen una treball pioner en l'aplicació de la tecnologia de la cèl·lula única a bacteris.

Personal investigador de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt de la Universitat de València i del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), ha desenvolupat CleanBar, una eina bioinformàtica per a analitzar les seqüències d'ADN de mostres complexes des de la perspectiva de les cèl·lules individuals. El treball dirigit por Maria Dzunkova, i publicat en la revista ISME Communications, s'enfoca en observar com els fags (virus de bacteris, sovint utilitzats per a combatre bacteris patògens multiresistents), es multipliquen dins de cada cèl·lula bacteriana i revela que les infeccions no son uniformes en totes les cèl·lules.

“Aplicada a l'estudi de les infeccions pels virus, ofereix una finestra directa per a observar com aquests es propaguen en cada cèl·lula, quantes còpies produeixen i com varia la infecció entre diferents bacteris d'una mateixa població”, explica Vicente Arnau, programador de l'aplicació, investigador de l’I2SysBio i professor del Departament d'Informàtica de la UV.

La seqüenciació de cèl·lula única és una tecnologia que permet analitzar el material genètic de cèl·lules individuals, en contrast amb la seqüenciació tradicional que analitza una mitjana de moltes cèl·lules d'un teixit o d'una mostra. Aquesta tècnica permet desentranyar l'heterogeneïtat cel·lular, identificar tipus cel·lulars complexos i entendre diferències subtils entre cèl·lules. CleanBar és una aplicació de codi obert, fàcil d'instal·lar i que permet analitzar fitxers de seqüenciació de grandàries variables, des de milers a milions de seqüències, en un temps reduït.

Aplicat a la seqüenciació microbiana, la seqüenciació de cèl·lula única permet obtindre el codi genètic de bacteris individuals presents en una mostra i informació de les interaccions bacterianes amb plasmidis i bacteriòfags. Tècnicament, el procés d'identificació de cada cèl·lula (o bacteri) s'aconsegueix afegint a la cèl·lula una etiqueta de DNA única.
Existeixen diverses tecnologies, però la que és més accessible en qualsevol laboratori és la tècnica anomenada spint-and-pool barcoding (etiquetatge per divisió i mescla), recentment desenvolupada per l'empresa biotecnològica lituana Atrandi Biosciences. En aquesta mena d'etiquetatge s'afig un conjunt de 4 seqüències o etiquetes diferents en la bancada de laboratori utilitzant una placa de 96 cavitats, sense necessitat de comprar cap equip car, que permetran diferenciar l'ADN provinent de cadascuna d'elles. A aquestes etiquetes les anomena barcodes.

“Posteriorment caldrà separar i agrupar les seqüències d'ADN pels seus barcodes i així obtindrem l'ADN seqüenciat de cada cèl·lula individual. En aquest treball hem col·laborat investigadors de 3 grups distints de l’I2SysBio, on vam mostrar el nostre programari CleanBar, una eina per a separar les seqüències d'ADN obtingudes atenent els barcodes utilitzats per a identificar cadascuna dels bacteris d'una mostra”, explica Vicente Arnau, qui afig que CleanBar és capaç, també, de detectar els barcodes en posicions variables, amb separacions entre ells diferents a les previstes i a més pot predir classificacions errònies, on fallen un o dues dels barcodes.

Aquest projecte està finançat pel programa Gen-T de la Generalitat Valenciana (GV), el programa Investigo (GV) i pel Ministeri Espanyol de Ciència, Innovació i Universitats.