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测序新技术提供基因表达高精数据

来源:科技日报2022-06-28 10:08

  最近,日本东京理科大学的一个研究小组开发了一种新改进的单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术。这种新方法,即终止子辅助固相互补DNA(cDNA)扩增和测序(TAS-Seq),使用简单的材料和设备,提供了比当前广泛使用的技术更精确的单细胞RNA测序数据。研究人员表示,新技术结合了遗传检测灵敏度、反应效率的稳健性和细胞组成的准确性等特性,使研究人员能够捕获重要的细胞信息。这项研究发表在27日的《通讯生物学》杂志上。

  单细胞RNA测序的出现为医学和生物学领域带来了革命性的变化,它提供了一次研究数千个细胞内部工作的能力。但单细胞RNA测序方法在确定细胞成分方面,存在潜在的不准确性和低效的cDNA扩增。

  新的TAS-Seq技术使用一种称为末端转移酶(TdT)的不依赖于模板的酶来进行cDNA扩增。但TdT很难处理。为了克服这一挑战,研究小组利用双脱氧核苷酸磷酸(ddNTP)作为cDNA扩增反应的“终结者”,极大地降低了TdT反应的技术难度。

  TAS-Seq还使用了基于纳米孔的单细胞RNA测序平台,该平台允许分离组织样本中的单个细胞,从而减少细胞采样偏差并提高细胞组成数据的准确性。

  研究小组随后验证了TAS-Seq的效率,并将其与目前广泛使用的单细胞RNA测序技术、10X Chromium V2和Smart-seq2进行了比较,其中使用了小鼠和人类肺组织样本。他们发现,与主要的scRNA-seq平台相比,TAS-Seq不仅可检测到更多的整体基因,还可识别更多高度可变的基因。

  领导该研究的七野诚之助理教授说:“我们发现TAS-Seq在基因检测灵敏度和基因丢失率方面可能优于10X Chromium V2和Smart-Seq2,这表明TAS-Seq可能是最灵敏的高通量scRNA方法之一。我们可更均匀地检测各种表达水平的基因,也可更有力地检测生长因子和白细胞介素基因。”

  新方法的另一个优点是TAS-Seq不太容易受到批次效应的影响。TAS-Seq数据也与组织样本上的流式细胞仪数据高度相关,表明它可以生成高度准确的细胞组成数据。

  谈到未来,七野诚之助理教授透露:“我们已经完成了TAS-Seq2的开发,这是对TAS-Seq的一个改进的、经过广泛优化的版本。在小鼠脾细胞中,Tas-seq2的基因检测灵敏度要高1.5到2倍。”

  单细胞RNA测序是医学和生物学研究的重要工具。TAS-Seq和TAS-Seq2的开发将引领新的疾病治疗靶点的发现,并在同样依赖于固相cDNA合成的“空间转录学”领域取得进展。它还将加快单细胞组学技术的发展,从而促进人们对生物学和疾病发生发展原理的了解。

  (实习记者张佳欣)

[ 责编:谢芸 ]
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