單細胞RNAseq

浏览量: 93   / 时间:2019-12-15   /作者:线上体育平台

單細胞全轉錄組測序技術是在單細胞水平對全轉錄組進行擴增與測序的一項新技術。通過對單個細胞的mRNA進行逆轉錄和PCR擴增,使用高通量測序手段,對單細胞中mRNA進行基因表達定量、功能富集、代謝通路分析等分析,從而解決早期胚胎發育、干細胞、癌癥、免疫等領域中存在的起始樣本量極低或細胞異質性的問題,并展開研究。

單細胞轉錄組測序技術主要用于在全基因組范圍內挖掘基因調控網絡,尤其適用于存在高度異質性的干細胞、腫瘤細胞及胚胎發育早期的細胞群體。單細胞轉錄組分析有助于深入理解細胞分化、細胞重編程及轉分化等過程及相關的基因調控網絡。

YanKS,GevaertO,ZhengG,etal.IntestinalEnteroendocrineLineageCellsPossessHomeostaticandInjury-InducibleStemCellActivity.(CellStemCell,IF:23.393,2017)腸道具有明顯的再生潛力,腸道干細胞(ISCs)位于增生性隱窩,可產生祖系細胞,這些祖細胞具有多譜系細胞分化、維持穩態及創傷性再生的能力。作者對小鼠ISC群體進行10x單細胞轉錄組測序以研究不同群體間的關系。結果顯示multiplecyclingISC群體的轉錄組與Lgr5+ISCs非常相似,但是Bmi1-GFP+細胞是不同的,含有豐富的內分泌(EE)標記,包括Prox1。在體外Prox1-GFP+細胞會一直保持克隆生長,在體內譜系追蹤結果顯示Prox1+細胞在穩態維持和受到輻射損傷后會保持長期的克隆。細胞聚類分析將Prox1-GFP+細胞分成兩個亞群,一個與成熟內分泌細胞(EE)類似,另一個的內分泌基因表達水平較低但是卻與tuft細胞標記基因(Lgr5、Ascl2)共表達。本研究數據顯示內分泌譜系細胞,包括成熟內分泌細胞,具有腸道干細胞活性。

Single-CellTranscriptomeSequencingOf18,787HumanInducedPluripotentStemCellsIdentifiesDifferentiallyPrimedSubpopulations.(bioRxiv,2017)對于多功能細胞,轉錄表達譜是發現調控未分化狀態關鍵基因和基因網絡的中心。但是,對多能性細胞培養中體現出的細胞態異質性并沒有轉錄水平上的描述。由于細胞間基因表達具有高度異質性,單細胞RNA測序(scRNA-seq)可以用來加深我們對個體多能細胞功能的理解。本文作者通過10x單細胞轉錄組測序研究了18787個人WTCCRISPRi人誘導多能干細胞。根據多能態,將人群分為四個亞群:靜止(48.3%),增殖(47.8%),分化早期(2%),分化晚期(1.1%)。研究人員確定了為每個亞群定義的新基因和其通路,并且開發了一個多基因預測模型對單細胞進行精確亞群分類。該研究為擴展對多能細胞復雜性的理解提供了一個基準單細胞數據集。

案例3Dissectingmeioticrecombinationbasedontetradanalysisbysingle-microsporesequencinginmaize.(NatureCommunications,2015)遺傳重組是物種進化的重要動力,而且作物遺傳改良中扮演重要的角色。四分體是一次細胞減數分裂后的直接產物,是遺傳重組分析的理想材料。分離四分體的四個小孢子機芯單細胞基因型分析是研究遺傳重組機制的方案。嚴建兵教授課題組分離了玉米四分體的四個小孢子,并進行單細胞測序分析。通過重組分析顯示,基因區比基因間隔區更容易發生重組,而且在基因的5’和3’調控區重組發生更為常見。作者證明了植物中存在較強的重組負干涉和復雜的染色單體干涉以及環境因素能夠顯著影響重組頻率等重要的遺傳學現象。本研究對玉米重組規律有了新認識,為作物遺傳育種提供了有價值的信息。