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更全面、更低成本!Nature Methods发布改良版单细胞RNA测序方法

液滴微流控技术改变了单细胞测序技术的发展与应用,为单细胞基因组学研究提供了一种低成本、高通量的方法。2015年,哈佛大学和麻省理工学院的研究人员合作开发了Drop-seq。该技术将微流体技术引入单细胞RNA-Seq方法中,使用纳升级液滴并在每个细胞的RNA上附加一个独特的条形码。Drop-seq可同时有效地表征数千个单细胞的基因特征,使快速、低成本地分析大量单细胞的基因成为现实。但不可否认的是,这种方法在单细胞RNA转录组的检测方面有很大的限制。

为解决这一难题,美国康奈尔大学Iwijn De Vlaminck教授课题组开发了一款更全面、更低成本的方法,能够在单细胞中同时进行RNA扩增测序和转录组分析。利用该方法,研究人员分析了病毒基因型与宿主感染反应的异质性,并检测了人B淋巴细胞中重链和轻链可变区。近日,相关研究结果发表在Nature Methods,文章题为“Simultaneous Multiplexed Amplicon Sequencing and Transcriptome Profiling in Single Cells”。

Drop-seq等单细胞测序技术非常受欢迎,因为它们降低了相关分析的成本,价格亲民,许多实验室都可以使用。但这些技术的缺点在于只能识别某种类型的mRNA,限制了研究的分析范围。为此,De Vlaminck研究团队在Drop-seq的基础上进行了改进,使其分析变得更加全面、简单和廉价,该新方法被称为DART-seq。

已有的Drop-seq技术是将单个细胞封装在带有条形码的微珠中,并启动细胞的mRNA逆转录过程。该研究团队在进行常规的Drop-seq分析之前,设计了一种有效的方法对微珠进行酶学定制,以便回收、分析更多种类的RNA分子,对单细胞进行更加全面的分析。同时,该技术还能识别被病毒感染的细胞,量化病毒和宿主基因的表达,进而在单细胞水平检测宿主对感染的反应。

图:DART-seq揭示病毒基因型和宿主对感染反应的异质性。

研究人员认为,一种病毒可以有非常多的变异,这种多样性使它们能够引起不同的感染反应。如果将研究水平缩小到单细胞,我们就可以观察病毒的微小变异是如何引起细胞的巨大反应。也有专家表示,癌细胞具有高异质性,与病毒有相似之处,如果不是从单个细胞的角度出发进行研究,有可能会错过重要信息。所以DART-seq也有助于为癌症治疗的新方法提供信息。

对于多细胞生物来说,不同细胞之间基因组、转录组上的微小差异,可能导致完全不同的功能。单细胞测序解决了组织样本测序或样本少时无法解决的细胞异质性难题,为科学家解析单个细胞的功能、机制与机体的关系等提供了新证据,同时也为癌症研究带来了新思路。该最新研究改进了已有的单细胞测序技术,弥补了不足,不仅有助于推动单细胞基因组学发展,也将为感染和免疫生物学研究提供新方法。

参考资料:

1. Simultaneous multiplexed amplicon sequencing and transcriptome profiling in single cells

2. Elegant trick improves single-cell RNA sequencing

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本文由 测序中国 作者:戴胜 发表,转载请注明来源!

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