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为什么要给单个细胞测序??

庞帅 2021-06-03 01:20


单细胞RNAseq的意义:不同细胞的基因表达不同,研究不同细胞、组织乃至器官基因表达差异有助于我们加深对遗传发育以及机体不同组织和细胞基因表达调控的规律,这点极其重要,已取得广泛共识。
单细胞DNAseq的意义:相比前者共识较少。但是首先我们要知道其实一个个体的所有细胞并不是拥有绝对相同的基因组:
1. 极体的例子其他答案有提,我就不做赘述。
2. 充分证据表明参与免疫的分泌抗体的B细胞基因组在分化中经过复杂的重排以保证产生足够多样化的抗体,所以对B细胞的单细胞基因组测序有助于我们了解机体如何调控和产生抗体。类似B细胞的基因组复杂重排也可能发生在其他组织,对其进行单细胞基因组测序有助于遗传发育学研究。
3. 有实验证据表明,一些癌症组织中各个癌细胞由于未知的原因发生了严重的染色体变异而且癌细胞之间变异方式完全不同,所以对癌细胞的单细胞基因组测序有助于我们了解一些癌症发生的机制。开发者_如何转开发
4. 实验证据表明,当机体受到外源DNA入侵如病毒和转座子时,并不是所有细胞基因组同时受到影响,单细胞基因组测序有助于我们了解病毒的入侵机制和转座子的工作方式以及功能。


防弹2019 2021-06-03 01:31

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如同楼上所说,单细胞的测序技术如果成熟,那么测序样品就会从µg级降至单细胞水平,这对我们研究人员来说是非常方便的。只需要送出去细胞就好了,而不必像从前那样,为了测序做那么多的准备工作。


李政 2021-06-03 01:42


之前的测序以及各种基因组计划,使用的测序材料无一例外都是数百万甚至更多细胞的混合DNA样本。这种方法能够得到全基因组序列信息,但是对其进行研究得到的结果只是一群细胞中信号的平均值,或者只代表其中占优势数量的细胞信息,单个细胞独有的特性被忽视。例如,科学家想找出哪种突变存在于哪种细胞中几乎是不可能的,只存在于少数细胞(如早期癌细胞)中的突变也基本上被掩藏。另一方面,有些样品稀少无法在实验室培养,样品量不足以进行全基因组分析,例如肿瘤循环细胞、组织微阵列、早期发育的胚胎细胞等。这些都是全基因组测序遇到的难题。作为“在单个细胞水平上对基因组进行测序”的单细胞测序技术能够解决上述难题。与传统的全基因组测序相比,单细胞测序不仅测量基因表达水平更加精确,而且还能检测到微量的基因表达子或罕见非编码RNA,其优势是全方位和多层次的。
单细胞全基因组测序技术是在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的一项新技术。其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组之后通过外显子捕获进而高通量测序用于揭示细胞群体差异和细胞进化关系。MDA是目前公认的最好的单细胞基因组扩增技术,它能对全基因组进行高保真的均匀扩增,扩增出10~100kb大小的片段,能提供大量均一完整的全基因组序列。但是MDA也有一些缺点,特别是显著的非特异扩增,往往空白对照样品也总是“无中生有”地产生大量的DNA,另外就开发者_Go百科是仍然存在序列偏差。尽管各种改进的策略正在逐步减少这些缺陷,高覆盖率、高保真性及高特异性的扩增仍然是亟待解决的问题。另外,对测序得到 的大量数据结果的专业分析也是一个重大的挑战。 单细胞全基因组测序正在从基础研究走向临床应用。


张洪亮 2021-06-03 01:43


事实上,我们身体内的所有细胞都有不同程度的基因独特性,因为有丝分裂不是百分之百精确的,虽然有多种修复机制修补错配,总是有些突变积累下来,所以会导致细胞之间,特别是肿瘤细胞之间有很强的异质性,为每个单细胞测序是无法代表整个肿瘤群体的,采用单细胞测序技术正好可以检测这种差异,单细胞测序技术能准确定量一个单细胞核中基因拷贝数目,单细胞测序本身被nature method杂志评为13年的年度技术。
单细胞技术把生物学研究的层次升华到了更高的层次,在这项技术出现之前,我们通常把单个人的基因组作为单位,建立人群中的lineage tree,现在有了单细胞测序结果,就可以建立cell lineage tree,比如我们现在学癌症基因组的,就可以用它来阐明特定癌症的发生机制,从而可能寻找治疗的靶点,这样明显比从一大块癌症组织样本得来的“平均值”测序结果要好的多。最常见的单细胞测序的应用是在肿瘤研究上,来自美国和英国的研究人员近日还利用单细胞基因组扩增、测序和装配,开发者_开发知识库从海洋样本中鉴定出一个单细胞细菌,同时,该方法还可以解决单细胞微量初始模板进行基因组扩增时过大的扩增偏倚问题,使基因组测序的模板需求量从µg级降至单细胞水平。


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