Molecular profiling of single organelles for quantitative analysis of cellular heterogeneity.
Molecular profiling of single organelles for quantitative analysis of cellular heterogeneity.
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DOI：
10.1038/s41598-017-06936-z
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发表时间：
2017-07-26
影响因子：
4.6
通讯作者：
Prasad PN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kuzmin AN;Levchenko SM;Pliss A;Qu J;Prasad PN
拉曼光谱仪器和数据处理算法的最新发展导致了拉曼经济学的出现--这是一门独立的学科，具有前所未有的绘制活细胞中不同分子群分布的能力。在这里，我们介绍了一种利用显微拉曼数据通过生物分子成分分析来探测活培养细胞单个细胞器中蛋白质、RNA和脂类绝对浓度的方法。我们在细胞器的分子图谱中发现了显著的细胞间差异，从而提供了一套与细胞异质性相关的生理标记。在同一细胞中，不同细胞器的分子轮廓可以强烈地相互关联，反映出它们功能的紧密协调。这种相关性在WI-38二倍体成纤维细胞中显著，而在HeLa细胞中很弱，表明这些细胞系在生化过程调节方面存在显著差异。
Recent developments in Raman spectroscopy instrumentation and data processing algorithms have led to the emergence of Ramanomics - an independent discipline with unprecedented capabilities to map the distribution of distinct molecular groups in live cells. Here, we introduce a method for probing the absolute concentrations of proteins, RNA and lipids in single organelles of live cultured cells by biomolecular component analysis using microRaman data. We found significant cell-to-cell variations in the molecular profiles of organelles, thus providing a physiologically relevant set of markers of cellular heterogeneity. At the same cell the molecular profiles of different organelles can strongly correlate, reflecting tight coordination of their functions. This correlation was significant in WI-38 diploid fibroblasts and weak in HeLa cells, indicating profound differences in the regulation of biochemical processes in these cell lines.
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