廣州高通量測(cè)序單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)分析

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-08-22

二代測(cè)序技術(shù)在測(cè)序方法上取得了重大突破,基于“邊合成邊測(cè)序”(sequencingbysynthesis)和大規(guī)模平行測(cè)序技術(shù)(massiveparallelanalysis,MPS),使測(cè)序通量和讀取速度得到極大提升,烈冰生物斥巨資購(gòu)置的Novaseq6000測(cè)序儀的測(cè)序原理可以簡(jiǎn)化為四步:樣品文庫(kù)構(gòu)建、簇生成、測(cè)序和數(shù)據(jù)分析。由于讀長(zhǎng)限制,樣品DNA或由RNA逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA需要被打斷成300-500bp的片段,并在3和5端接上3種序列:1)Index,用于區(qū)分樣品來(lái)源;2)Adapter,用于結(jié)合測(cè)序通道上的位點(diǎn);3)Primerbindingsite,用于結(jié)合PCR引物啟動(dòng)擴(kuò)增反應(yīng)。分子檢測(cè)型單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)中也有一些集 中于探究單細(xì)胞內(nèi)表觀遺傳組各層面的變化及關(guān)聯(lián)。廣州高通量測(cè)序單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于單細(xì)胞測(cè)序而言,常常需要先構(gòu)建細(xì)胞圖譜,在此基礎(chǔ)上再開(kāi)展后續(xù)各項(xiàng)分析,并且數(shù)據(jù)分析時(shí)以細(xì)胞聚類(cell cluster)為討論對(duì)象,而不是像常規(guī)Bulk測(cè)序一樣以組別為分析對(duì)象,因此單細(xì)胞測(cè)序項(xiàng)目對(duì)樣本入組要求沒(méi)有Bulk測(cè)序那樣嚴(yán)格,但是單細(xì)胞測(cè)序,特別是目的為圖譜研究時(shí),需要通過(guò)提高樣本復(fù)雜度(增加樣本數(shù)),盡可能的構(gòu)建某一疾病類型、群體細(xì)胞圖譜信息。因此,單細(xì)胞測(cè)序?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)時(shí)首先需要保證生物學(xué)重復(fù),不同樣本來(lái)源的樣本建議單獨(dú)進(jìn)行細(xì)胞解離和捕獲、建庫(kù)、測(cè)序,以保證捕獲到足夠的細(xì)胞數(shù),單個(gè)樣本分別捕獲細(xì)胞時(shí),后續(xù)分析除了整體分析以外,還可以做單樣本分析,保證分析的完備準(zhǔn)確性。溫州高通量測(cè)序單細(xì)胞多組學(xué)多組學(xué)測(cè)序烈冰科技已建立了基于單細(xì)胞測(cè)序的高通量測(cè)序?qū)嶒?yàn)多平臺(tái)。

FluidigmC1平臺(tái)基于富魯達(dá)(Fluidigm®)的微流控技術(shù)應(yīng)用于單細(xì)胞測(cè)序(SingleCellRNASequencing)領(lǐng)域的商業(yè)化中,該技術(shù)大約在幾個(gè)小時(shí)中可以捕獲96個(gè)左右的細(xì)胞,進(jìn)行各類的Single-Cell測(cè)序建庫(kù)。當(dāng)然,通量還是比較小。但不可否認(rèn)的是,現(xiàn)在很多非RNA類SingleCell測(cè)序,仍然在采用這樣的技術(shù),如SingleCellDNA-Seq,SingleCellATAC-Seq等,都是采用此技術(shù)進(jìn)行單細(xì)胞分選后再分別用不同試劑盒建庫(kù)。所以可以說(shuō),至少在10XGenomics、BD或者其他企業(yè)推出有效的SingleDNA測(cè)序技術(shù)之前,C1仍然會(huì)是市場(chǎng)上的重要組成部分。

基于橋式PCR技術(shù)的簇生成可以將模版鏈迅速擴(kuò)增成千上萬(wàn)倍,保證過(guò)程中足夠的測(cè)序深度。測(cè)序時(shí)使用特殊標(biāo)記的dNTP:1)堿基上通過(guò)敏感鍵修飾上不同的熒光基團(tuán),用于區(qū)分ATCG;2)3端使用疊氮基團(tuán)封閉,保證一次循環(huán)只上一個(gè)dNTP。每一輪循環(huán)結(jié)束時(shí),會(huì)通過(guò)高速熒光顯微鏡記錄熒光圖像,再通入試劑除去熒光基團(tuán)和疊氮基團(tuán),開(kāi)啟下一循環(huán)。通過(guò)分析讀取同一位點(diǎn)的熒光,實(shí)時(shí)獲取模版鏈的堿基序列。由于過(guò)程中使用的化學(xué)反應(yīng)并不可控,隨著循環(huán)數(shù)的增大會(huì)出現(xiàn)不同步的情況,因此Illumina的讀長(zhǎng)只能限制在200bp左右。單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)是在單細(xì)胞分辨率下精確分析細(xì)胞異質(zhì)性和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。

細(xì)胞中基因的表達(dá)是嚴(yán)格按照時(shí)間和空間順序發(fā)生,因此細(xì)胞類型和基因表達(dá)具有時(shí)間特異性和空間特異性。時(shí)間特異性可以通過(guò)收集不同時(shí)間點(diǎn)的樣本進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序來(lái)分析。但是單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(scRNA-Seq)在單細(xì)胞懸液制備的過(guò)程中破壞了細(xì)胞的空間結(jié)構(gòu),無(wú)法給出固態(tài)異質(zhì)化組織中細(xì)胞空間排布信息。而空間轉(zhuǎn)錄組可以解決這個(gè)問(wèn)題,其以點(diǎn)陣形式記錄組織切片細(xì)胞的空間信息,在保留組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,獲得細(xì)胞/基因的空間表達(dá)特異性。單細(xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)整合了單細(xì)胞各個(gè)組學(xué)特征, 提供了揭示細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其互動(dòng)關(guān)系的機(jī)會(huì)。成都scRNA單細(xì)胞多組學(xué)服務(wù)機(jī)構(gòu)

隨著組學(xué)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),高通量的方向發(fā)展,通過(guò)對(duì)多組學(xué)數(shù)據(jù)的整合分析,已成為科研究新方向。廣州高通量測(cè)序單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)分析

BDRhapsody單細(xì)胞分選系統(tǒng)集成了熒光顯微成像系統(tǒng),可以對(duì)不同熒光標(biāo)記的細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)并計(jì)數(shù)。在進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估之前,首先要將細(xì)胞的培養(yǎng)體系更換成上機(jī)所需的Buffer。在這個(gè)過(guò)程中,需要進(jìn)行多次離心、重懸操作,烈冰Novelbio單細(xì)胞實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)推薦采用水平轉(zhuǎn)子離心機(jī)來(lái)進(jìn)行這步操作。這種離心機(jī)可以有效減少細(xì)胞在多次更換Buffer過(guò)程中的損失,尤其是對(duì)于細(xì)胞量較少的樣本來(lái)說(shuō),顯得非常有必要。更換完Buffer之后,還需要將細(xì)胞進(jìn)行過(guò)篩操作,去除較大的細(xì)胞團(tuán),獲得較為純凈的單細(xì)胞懸液。廣州高通量測(cè)序單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)分析

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