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单细胞RNA测序新技术ECCITE《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:57:25 阅读: 来源:振动盘厂家

05-10

单细胞RNA测序是基因组研究的重要领域之一。其能够帮助研究人员深入探索单细胞的特性,有效区分不同的细胞类型,并在单细胞水平下研究多种人类疾病的发病机制。随着对复杂人体组织甚至整个生物体的研究进展,研究人员越来越认识到需要大规模并行技术及数据集才能更加深入地揭示微妙的细胞状态。

单细胞RNA-seq能够独立地提供每个细胞的RNA表达谱,并鉴定异质细胞群中的稀有细胞。尽管肿瘤异质性可归因于累积突变,但即使是遗传上相同的细胞在相同环境下也可能表现出基因和蛋白表达水平的差异,从而导致耐药性的产生。单细胞RNA-seq就能够发现这些稀有个体。

近日,一种新型单细胞技术的问世或将再次推动该领域发展。在本周发表于Nature Methods期刊的一篇文章中,来自纽约基因组中心(NYGC)技术创新实验室的科学家开发了一种名为“ECCITE-seq”(Expanded CRISPR-compatible Cellular Indexing of Transcriptomes and Epitopes by Sequencing )的新型技术,使研究人员能够对单个细胞的多维度信息进行高通量表征和鉴定,包括直接检测用于CRISPR筛选的单导向RNA。研究人员表示,ECCITE-seq能够并行分析来自数千个单细胞的不同类型生物分子,可提供广泛的分子信息,包括转录组、蛋白质、克隆型和CRISPR扰动等,进一步拓展了单细胞领域的多模态分析。

NYGC科学总监兼首席执行官Tom Maniatis博士表示:“ECCITE-seq作为新一代工具,可以帮助我们更深入研究单个细胞,进而更好地理解疾病机制。”

2017年,NYGC技术创新实验室曾发布CITE-seq技术,使研究人员能够在单个细胞中对蛋白质和转录组进行高效检测。之后,该团队继续这项工作,通过使用相同的概念对单个样品进行条形码编码,于2018年推出了一种名为“Cell Hashing”的技术,从而实现了单细胞RNA测序实验的高效复合与优化。“对于ECCITE-seq,我们调整了我们之前在蛋白质检测和样品复用方面的工作,并将它们与直接检测用于CRISPR筛选的单导向RNA的能力相结合,”最新文章通讯作者、NYGC技术创新实验室Peter Smibert博士说到,“ECCITE-seq技术的单独检测是模块化的,因此研究人员可以为基于他们提出的问题挑选需要进行的检测。”

“这种方法最重要的应用或许就是CRISPR筛选。”论文第一作者、NYGC技术创新实验室高级研究科学家Eleni Mimitou表示,“通过将单导向RNA直接捕获与多模态数据相结合,有望使单细胞筛选更加稳定、有效,并揭示单独RNA水平上无法检测到的细胞表型。”在文章描述的验证分析中,研究人员对该方法进行了演示。除此之外,该团队还将蛋白质检测与转录组和克隆型相结合,对一名皮肤T细胞淋巴瘤患者样本中的恶性细胞群进行了特征分析。这种多模态的分析使特定细胞亚型的精细剖析成为可能,并有助于揭示恶性细胞的转录组特征。

Peter Smibert博士说到:“我们已经证明了这种方法在癌症中的实用性,它还是一种可以应用于一系列生物系统和疾病研究的平台。随着未来的发展,包括引入新的模块,我们将看到ECCITE-seq及之后的扩展方法,会成为单细胞细胞分析的基本工具。”

总的来说,单细胞水平的转录组分析可以揭示细胞群体中的细胞异质性,强调了个别细胞的与众不同。此外,同时分析多种分子(如DNA、RNA和蛋白质)的方法也不断被开发出来。这种更全面的单细胞组图有望进一步加深我们对生物学过程的了解,对未来的科研及临床研究大有裨益。

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