Cellers beteende och aktivitet är intrikata processer som beror av ett känsligt samspel mellan gen-, protein- och miljöfaktorer. Inom genuttrycksanalys har enkelcells-RNA-sekvensering visat sig vara en viktig teknologi, men eftersom analys utförs på homogeniserade prov går information om cellers exakta position i vävnad och gentemot omgivningen förlorad. Tekniker inom spatiellt upplöst transkriptomikanvänds för att analysera spatiella variationer i genuttryck i vävnader, genom att utföra transkriptomikanalys på intakt vävnad - resulterande data kan användas för celltypsklustring, ge information om genuttrycks-mönster, samt belysa molekylära och morfologiska skillnader mellan friska och sjuka celler. Urvalet av tekniker inom spatialt upplöst transkriptomik är brett; de olika teknikerna särskiljer sig ideras tillvägagångssätt men också vad gäller simultankapacitet (multiplexing), känslighet, upplösning och analyskapacitet (throughput). I synnerhet analyskapacitet blir ett allt mer pressande problem i takt med att metoder inom spatiell transkriptomik blir billigare och mer lättillgängliga, eftersom metoderna måste kunna hantera allt större mängder prover och tillhörande data. In situ sekvensiering (ISS) är enofta använd, mikroskopi-baserad spatiellt upplöst transkriptomikmetod. Trots dess frekventa användning har metoden begränsad analyskapacitet, då detektering av transkript kräver bildtagning vid hög förstoring (tack vare låg fluorescens-intensitet hos transkript) och i flera cykler. Arbete pågår för att möjliggöra detektion utan att behöva använda cyklisk bildtagning, genom utveckling av en-cykels ISS - men precis som för vanlig ISS måste bildtagning utföras vid hög förstoring vilket begränsar analyskapaciteten. Det här projektet avsåg att utvärdera möjligheten att använda hybridiserings-kedjereaktion (HCR) för att öka fluorescens-intensiteten hos en-cykels ISS. Signalstyrka och polymeriseringseffektivitet utvärderades in vitro, samt in situ i lungcancerceller och på embryonal vävnad. Resultaten indikerade att HCR kan användas för att öka fluorescens-intensiteten i ISS och är kompatibel med en-cykels ISS i två färger, med teoretisk möjlighet för fyra färger. Användning av HCR ökade dock också storleken hos transkript-fläckar och ökade variationen i signalintensitet; i sitt nuvarande tillstånd bedömdes därför inte HCR vara ett tillförlitligt tillägg till en-cykels ISS. Förslag för att minska variationen med bibehållen intensitet presenteras, och de potentiella användningsområdena för en-cykels HCR-ISS diskuteras.

Cellular activity, behavior and growth are intricate processes that depend on a sensitive interplay of gene-, protein- and environmental factors. On the genome level, single-cell RNA sequencing has proved a vital technology within gene expression analysis, but since analysis is performed on cell homogenates, spatial information is lost. The field of spatially-resolved transcriptomics aims to elucidate spatial variations in gene expression in tissues and cells by performing transcriptomics analysis on intact tissue - the resulting information can be used for cell type clustering, to illuminate unknown genetic pathways and to highlight molecular and morphological differences between healthy and diseased tissue. A large variation of techniques exist within spatially-resolved transcriptomics, differing in their approach but also in terms of their multiplexing capabilities, sensitivity, resolution and throughput. As spatially-resolved transcriptomics methods become cheaper and more readily available, throughput in particular is becoming an increasingly pressing issue since methods need to be able to handle the large quantities of samples and generated transcriptomics data. In Situ Sequencing (ISS) is a targeted, microscopy-based spatially-resolved transcriptomics method frequently used in spatially-resolved transcriptomics. However, the method suffers from occasionally low throughput since detection of transcripts requires imaging at high magnifications (due to sometimes low intensity of spots) and in several cycles. To improve the throughput, one-cycle ISS has been developed which can be used to visualise transcripts without cyclical imaging. Still, just as for regular ISS, image capture has to be done at high magnifications which limits throughput. This report evaluated the possibility of using the Hybridization Chain Reaction (HCR) to intensify spot intensities and increase the signal in one-cycle ISS. HCR signal amplification efficiency was assessed in vitro, and in situ on A549 human lung cancer cells and on embryonic tissue. Results indicated that HCR can be used to increase fluorescence intensity in ISS, and is compatible with the onecycle ISS detection approach in two simultaneous colors along with theoretical possibility of four colors. However, use of HCR also increased spot size and enhanced variations in signal intensity, which is why it was not deemed a reliable addition to one-cycle ISS in its current state. Suggestions are presented to reduce the variation with maintained intensity, and the potential areas of application of one-cycle HCR-ISS are discussed.