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安诺基因带您来一场单细胞黑科技探秘

2018-05-08


随着单细胞测序技术的不断发展,究者除了可以对单个细胞的多个组学层面进行信息挖掘外,也可利用自动化平台来完成细胞图谱的绘制,实现大量细胞的分群。在众多平台中,10x Genomics ChromiumTM平台可谓是自动化完成大规模单细胞研究的一项黑科技。从2018年初开始,利用该平台研究单细胞转录组就已发表30余篇文章,囊括了CNS等各大刊。10x Genomics ChromiumTM平台到底是采用怎样的实验原理?有哪些应用方向?运用了怎样的分析方法?今天小编就带您来一场黑科技探秘。



表1 2018年10x Genomics平台部分高分文章


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探秘一:技术原理




10x Genomics ChromiumTM平台利用微流控技术进行单个细胞分选,其技术核心是含有75万种Barcode的油滴包裹的凝胶珠(GEM)



1

在10分钟内自动完成多至80,000个细胞的捕获;

2

GEM形成后,细胞裂解,凝胶珠释放Barcode序列,此时每个细胞都被打上了独一无二的标记;

3

mRNA逆转录产生带有Barcode和UMI信息的cDNA;

4

以cDNA为模板进行PCR扩增,建库、测序;

5

数据分析,此时Barcode标记细胞,UMI标记转录本并用于后续定量。


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图1 10x Genomics ChromiumTM Single Cell 3’ Solution平台实验流程

 


探秘二:送样



由于10x Genomics ChromiumTM平台采用的是微流控原理进行自动化细胞分选,因此对细胞悬浮液的总量、浓度、活性都有一定的要求。按照下图中的建议来准备样品,即可轻松开启黑科技体验。

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图2 10x Genomics ChromiumTM平台单细胞送样建议

 


探秘三:应用方向




基于10x Genomics ChromiumTM平台能够自动化完成大量细胞的分选,且每个细胞都有各自的标记这一特点,该平台在大规模细胞的研究中具有明显的优势,目前在多个领域都有很好的应用。



Single Cell 3’ Solution

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自动化分选细胞,完成单个细胞3’端测序,获得单个细胞转录本信息。主要应用于人类细胞图谱构建、神经系统发育及脑发育研究、干细胞发育及再生相关研究、肿瘤异质性研究。



Single Cell Immune Profiling Solution
  

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自动化分选细胞,用5'接头的通用引物和TCR恒定区引物进行巢式PCR,富集TCR区域测序。主要应用于免疫重组研究、抗体鉴定、自身免疫疾病及炎症相关研究、肿瘤免疫机制研究。

 


探秘四:分析内容





10x Genomics ChromiumTM平台针对单细胞转录组测序开发了Cell RangerTM分析流程,利用已知Barcode信息,该流程首先能区分不同细胞的转录组信息,然后根据细胞间基因表达差异进行细胞聚类以及差异基因的功能分析。


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图3 10x Genomics ChromiumTM Single Cell 3’ Solution平台分析内容[8]


那么,Cell RangerTM分析流程是怎么实现差异基因分析和大规模细胞分群的呢?想要深入探秘,那就快快参加安诺基因最近一期的生物信息在线交流吧,大神带您玩转10x Genomics单细胞黑科技!



交流主题

交流主题:Cell RangerTM分析流程概述

交流内容:

10x Genomics ChromiumTM Single Cell  3’ Solution 技术原理;

Cell RangerTM分析流程介绍;

Cell RangerTM可视化软件介绍。


交流时间:2018年5月10日(周四),15:00-16:00

交流平台:安诺基因生物信息交流1群(213357902)及2群(475638865)同时进行,新学员请加2群

交流形式:视频/语音实时交流

主持人:单细胞产品经理 张玥

主讲人:高级信息分析工程师

注:进群时请务必备注姓名及工作单位。


您可以在评论里留下您感兴趣的问题,我们将对问题进行整理,在线交流的过程中主讲人将为您详细解答。

 

作为国内单细胞测序技术整体解决方案的领导者,目前安诺基因单细胞多组学研究解决方案已经丰富至三大组学(基因组、转录组、表观组),能够有针对性并准确服务于不同的研究领域及研究策略,使得科研工作者可以更深入地了解细胞间的异质性。


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图4 安诺基因单细胞产品总览

 


参考文献




[1]Buenrostro J D, Corces M R, Lareau C A, et al. Integrated single-cell analysis maps the continuous regulatory landscape of human hematopoietic differentiation[J].Cell, 2018.

[2]Jolien D B, Sofie D, Llucia A S, et al. Single-cell sequencing reveals the origin and the order of mutation acquisition in T-cell acute lymphoblastic leukemia[J]. Leukemia, 2018.

[3]Tata A, Kobayashi Y, Chow R D, et al. Myoepithelial cells of submucosal glands can function as reserve stem cells to regenerate airways after injury[J].Cell Stem Cell, 2018.

[4]Park J, Shrestha R, Qiu C, et al. Single-cell transcriptomics of the mouse kidney reveals potential cellular targets of kidney disease[J]. Science, 2018.

[5]Mayer C, Hafemeister C, Bandler R C, et al. Developmental diversification of cortical inhibitory interneurons[J]. Nature, 2018.

[6]Zhao Q, Eichten A, Parveen A A, et al. Single-cell transcriptome analyses reveal endothelial cell heterogeneity in tumors and changes following anti-angiogenic treatment[J]. Cancer Research, 2018.

[7]Hochgerner H, Zeisel A, Lönnerberg P, et al. Conserved properties of dentategyrus neurogenesis across postnatal development revealed by single-cell RNA sequencing[J]. Nature Neuroscience, 2018.

[8]Zheng G X Y, Terry J M, Belgrader P, et al. Massively parallel digital transcriptional profiling of single cells[J]. Nature Communications, 2017.



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