组学技术与其他实验法相结合可有效分析单细胞

日期: 2018年04月27日


    

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在本周召开的生物分子资源实验室协会(ABRF)年会上,多家机构的研究人员表示,将组学技术与其他实验方法相结合,能够从单细胞样品中挖掘出更多的数据。


研究人员纷纷介绍了他们最近开发的方法。一种方法是将基因组学与转录组学结合,另一种是将转录组学与蛋白质组学结合,还有一些则是结合转录组学、细胞形态学和电生理学,从而更深入地观察细胞。


Earlham研究所的Iain Macaulay表示,多组学分析发展得太快了。他和他的同事正将基因组学与转录组学结合起来,开发出一种称为G&T-seq的方法。这个想法是受到了癌症研究人员的启发,因为他们想通过关联两个数据集来观察CNV对表达的影响。


这种G&T-seq方法的具体操作包括分离细胞(通过流式细胞仪),裂解细胞,然后让磁珠与mRNA相结合,从而将mRNA与基因组DNA分离。之后对mRNA和DNA进行单独扩增和测序。


Macaulay及其同事将此方法应用在同一患者的乳腺癌上皮细胞和类淋巴母细胞B细胞系上。正如他们最近在《Nature Methods》中报道的,研究人员能够检测到一种新的融合体,它将9号染色体上的MTAP与4号染色体上的PCDH连接起来,大约出现在21%的HCC38细胞中。对4个HCC38细胞进行长读取测序时,他们确定了其中3个细胞的重排。


纽约基因组中心的Marlon Stoeckius在演讲时也介绍了一种称为CITE-seq的新方法,它将转录组学分析和蛋白质分析融合在一起。CITE-seq包括封装单细胞,裂解它们,使用抗体衍生的寡核苷酸标记蛋白质,然后在蛋白质和mRNA上加条形码,并将两者分开进行测序。


Stoeckius及其同事以外周血单核细胞为研究对象,开展CITE-seq和流式分析。他们发现能够利用这种多维度数据鉴别出自然杀伤细胞(NK细胞)的亚群,而通常仅利用转录组学研究很难对自然杀伤细胞的亚群进行区分。


此外,一些研究人员也将其他实验方法与单细胞测序相结合。例如,加州大学旧金山分校的Cathryn Cadwell就介绍了如何将神经学研究中常用的膜片钳技术、形态分析与测序结合起来,分析单个神经元细胞


在膜片钳实验中,人们将含有细胞质样溶液的玻璃吸管插入细胞膜中,并利用吸管中的导线记录细胞的电生理学。Cadwell表示,为了增加测序分析,当吸管被取出时,它也将细胞内容物吸出来进行后续分析。同时,对细胞进行染色以揭示其形态。


然而,Cadwell也坦承这个过程很费力,不容易自动化。“获得样品需要花很多功夫,”她补充说。不过,他们能够获得三种类型的数据:电生理学,形态学和转录组学。


正如她和同事在《Nature Biotechnology》上报道的那样,细胞的基因表达谱可以用来预测它们的生理学。他们特别报道了58个新皮质细胞的电生理和分子表达谱。当他们根据转录图谱对细胞分类时,具体情况与基于电生理图谱的分类高度相似。


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