Advanced

Isolating Laser Capture Microdissected Single Neurons from Human Tissues and Evaluating Preliminary DNA Quality

Cumléus, Erica (2017) MOBN01 20162
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract
Tracing cell lineage has not been considered feasible in humans due to the invasive procedures. However, by analysing somatic mutations acquired during cell division it is possible to compare the relationship between cells within an individual. Knowledge about cell lineage relationships can shed light on the origins of new cells. In order to track cell fate in humans, we are developing a method enabling analysis of clonal somatic mutations identified in DNA sequencing data from whole genome amplified single cells. Within the scope of the current report, we have focused on developing protocols for sample preparation of single neurons, including isolation with Laser Capture Microdissection, whole genome amplification, library preparation and... (More)
Tracing cell lineage has not been considered feasible in humans due to the invasive procedures. However, by analysing somatic mutations acquired during cell division it is possible to compare the relationship between cells within an individual. Knowledge about cell lineage relationships can shed light on the origins of new cells. In order to track cell fate in humans, we are developing a method enabling analysis of clonal somatic mutations identified in DNA sequencing data from whole genome amplified single cells. Within the scope of the current report, we have focused on developing protocols for sample preparation of single neurons, including isolation with Laser Capture Microdissection, whole genome amplification, library preparation and preliminary analysis of DNA integrity and quality. In the ongoing bioinformatics analysis, we will generate a complete report of the data quality from the single neurons allowing us to confirm that the described protocols can be used to isolate single cells for lineage tracing studies in human beings. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Mutationer avslöjar släktskap mellan celler i människa

En generell uppfattning är att en människa skulle bestå av ett genom. Egentligen har vi mellan 30-40 triljoner kopior av genomet, distribuerade i varje enskild cell av vår kropp. Genom att studera mutationer som uppkommer när en cell delar sig kan släktskapet mellan celler undersökas. Vi utvecklar en metod för att kunna hitta dessa mutationer för att kunna besvara hur nybildningen och dynamiken av celltyper ser ut i olika vävnader.

Alla celler i vår kropp härstammar från det befruktade ägget, den ultimata stamcellen, som har förmågan att ge upphov till en helt ny individ. Direkt efter befruktningen börjar celldelningen för att skapa alla olika celltyper som behövs i... (More)
Mutationer avslöjar släktskap mellan celler i människa

En generell uppfattning är att en människa skulle bestå av ett genom. Egentligen har vi mellan 30-40 triljoner kopior av genomet, distribuerade i varje enskild cell av vår kropp. Genom att studera mutationer som uppkommer när en cell delar sig kan släktskapet mellan celler undersökas. Vi utvecklar en metod för att kunna hitta dessa mutationer för att kunna besvara hur nybildningen och dynamiken av celltyper ser ut i olika vävnader.

Alla celler i vår kropp härstammar från det befruktade ägget, den ultimata stamcellen, som har förmågan att ge upphov till en helt ny individ. Direkt efter befruktningen börjar celldelningen för att skapa alla olika celltyper som behövs i människokroppen. Celldelningen fortsätter livet ut för att underhålla balansen av nya och döende celler. Eftersom alla celler härstammar från det befruktade ägget är alla celler hos en människa släkt med varandra i ett enormt släktträd.

När en cell delar sig och blir till två dotterceller måste den dubblera sitt innehåll där inkluderat sitt genom som består av DNA. När vårt DNA dubbleras sker det alltid fel. De mesta av felen rättas, men de som inte gör det blir nya mutationer i just den cellen. Mutationerna ärvs utav dottercellerna i kroppen och på så sätt ackumuleras de vid varje celldelning. Därför kommer celler som är nära släkt ha ett liknande mönster utav mutationer, och celler som inte är nära släkt kommer att ha ett mönster som skiljer dem åt. Genom att studera mutationer kan släktskapet mellan celler undersökas.

För att kunna studera mutationer som skiljer celler åt måste DNA sekvenseras från en cell i taget, om flera celler sekvenseras på en gång kommer de unika mutationerna döljas. Tack vare ny teknik är det numera möjligt att sekvensera DNA från en cell, men det är tekniskt mycket svårt. I det här projektet utvecklar vi en metod för att kunna studera mutationer hos enskilda celler, och vi har valt en teknik där cellernas ursprungliga orientering i vävnaden bevaras genom att isolera cellerna med en laser. Detta för att kunna jämföra celler och veta deras distans till varandra.

Den nya metoden kommer att kunna användas på flertal vävnader i kroppen. Exempelvis för att ta reda på mer om nybildningen av nervceller i den vuxna hjärnan.


Examensarbete - masterexamen i molekylärbiologi, 45 hp 2017
Biologiska Institutionen, Lunds Universitet

Handledare: Jonas Frisén
Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Cumléus, Erica
supervisor
organization
course
MOBN01 20162
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
8906643
date added to LUP
2017-05-11 13:49:36
date last changed
2017-05-11 13:49:36
@misc{8906643,
  abstract     = {Tracing cell lineage has not been considered feasible in humans due to the invasive procedures. However, by analysing somatic mutations acquired during cell division it is possible to compare the relationship between cells within an individual. Knowledge about cell lineage relationships can shed light on the origins of new cells. In order to track cell fate in humans, we are developing a method enabling analysis of clonal somatic mutations identified in DNA sequencing data from whole genome amplified single cells. Within the scope of the current report, we have focused on developing protocols for sample preparation of single neurons, including isolation with Laser Capture Microdissection, whole genome amplification, library preparation and preliminary analysis of DNA integrity and quality. In the ongoing bioinformatics analysis, we will generate a complete report of the data quality from the single neurons allowing us to confirm that the described protocols can be used to isolate single cells for lineage tracing studies in human beings.},
  author       = {Cumléus, Erica},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Isolating Laser Capture Microdissected Single Neurons from Human Tissues and Evaluating Preliminary DNA Quality},
  year         = {2017},
}