單細(xì)胞測序的創(chuàng)新從每個細(xì)胞中解鎖了10倍的數(shù)據(jù)

2021年7 月 6 日——與以前的技術(shù)相比，一種新的單細(xì)胞測序方法為每個細(xì)胞產(chǎn)生至少 10 倍的數(shù)據(jù)。該方法于 7 月 5日發(fā)表在Nature Biotechnology上，可能有助于癌癥研究人員發(fā)現(xiàn)對癌癥生物學(xué)基礎(chǔ)(如耐藥性)的新見解。

單細(xì)胞基因組學(xué)是一個變革性平臺，使研究人員能夠區(qū)分給定組織中單個細(xì)胞的特性。這可能是癌癥研究的一個特別強(qiáng)大的工具，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的多樣性驚人。隨著腫瘤的生長，它會獲得各種突變，基因活性的變化會產(chǎn)生具有新特性的腫瘤細(xì)胞亞群，例如擴(kuò)散到身體其他部位或抵抗抗癌藥物的能力。

盡管具有潛力，但單細(xì)胞研究目前受到可在這種細(xì)節(jié)深度分析的細(xì)胞數(shù)量的限制。

為了解決這一限制，俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué) (OHSU) 的研究人員先前開發(fā)了一種稱為單細(xì)胞組合索引 (sci) 的策略，該策略使用基于轉(zhuǎn)座酶的文庫構(gòu)建以高通量方式評估各種基因組特性. 雖然該技術(shù)大大增加了可以在一個實(shí)驗(yàn)中分析的單個細(xì)胞的數(shù)量，但它伴隨著每個細(xì)胞可讀 DNA 序列的稀疏覆蓋的權(quán)衡。

該技術(shù)依賴于 DNA 文庫的測序——DNA 片段的集合，可用于同時分析數(shù)千個單細(xì)胞的基因和突變。該過程使用酶促反應(yīng)將引物(接頭)連接到每個 DNA 片段的兩端。許多 sci 方法只能在 50% 左右的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

該團(tuán)隊(duì)將該方法更進(jìn)一步，通過利用稱為“s3”的適配器切換策略提高了每個細(xì)胞獲得的可用讀數(shù)的數(shù)量。這使可從待測序和解釋的單個細(xì)胞中回收的 DNA 量提高了大約十倍。

“缺點(diǎn)是單細(xì)胞圖譜的質(zhì)量低，”資深作者、OHSU 醫(yī)學(xué)院分子和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)副教授 Andrew Adey 博士在一份聲明中說。“我們的方法使我們能夠獲得任何給定單個細(xì)胞的更完整的資料。”

接頭替換用于產(chǎn)生標(biāo)記有正向和反向接頭的 DNA 片段。該團(tuán)隊(duì)在聚合酶鏈反應(yīng) (PCR) 之前使用多輪延伸來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高。

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