0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于inDrop系统的个性化开发,为未来研究中合理选择检测平台提供了数据支持

电子工程师 来源:未知 作者:李倩 2018-11-26 16:54 次阅读

自2009年汤富酬研究员首次报道其开创性工作以来,单细胞RNA测序技术已经逐渐成为生物医学研究的重要方法,其在发育生物学和干细胞领域展现出强大的应用前景。随着单细胞转录组扩增方法的不断优化,以及测序通量的持续提升,研究人员已经不再满足于几十甚至几百个单细胞所提供的信息量。

2015年以来,一系列基于细胞条形码标记的高通量单细胞RNA测序技术被相继报道,其中尤以哈佛大学David Weitz实验室开发的inDrop和Drop-seq,以及10X Genomics公司开发的Chromium系统最受关注。然而,如何从这些技术中选择出最适合于自己项目的方法,成为每一个想从事单细胞转录组分析的科研人员首先面对的问题。

2018年11月21日,清华大学生命学院王建斌研究组和北京大学BIOPIC黄岩谊研究组以及上海交通大学附属瑞金医院刘峰研究员紧密合作,在Molecular Cell上发表了题为Comparative analysis of droplet-based ultra-high-throughput single-cell RNA-seq systems的研究论文,系统比较了inDrop、Drop-seq和Chromium三个系统在单细胞RNA测序方面的表现,并初步尝试了基于inDrop系统的个性化开发,为未来研究中合理选择检测平台提供了数据支持。

液滴超高通量单细胞RNA测序系统(droplet-based ultra-high-throughput single-cell RNA-seq systems)基于一个相同的原理,即利用微液滴将单个细胞与单个微球配对包裹,每个微球上带有的独特寡聚核苷酸序列可以对来自于不同单细胞的RNA进行区分标记,之后就可以对数千个单细胞的cDNA进行合并操作,每一条cDNA的细胞来源可以在后续的生物信息学分析中进行解读。此方法使得实验人员不必针对每一个单细胞进行繁琐的重复操作,大大提高了实验效率。

研究人员首先系统比较了三个系统的原理设计(下图),尤其是微球及寡聚核苷酸序列的特性。通常情况下,细胞和微球需要分别经过高倍稀释,从而避免同一液滴内存在多个细胞或者微球。由此导致的双泊松分布大大降低了细胞的包裹效率。inDrop和Chromium系统所使用的大尺寸水凝胶微球可以被挤压通过狭窄的微流通道,使得绝大部分液滴中有且仅有一个微球,细胞的利用率得到了显著的提高。另一方面,inDrop系统所使用的CEL-seq单细胞转录组扩增技术耗时较长,整个实验无法在当天完成。

为了有效比较三个系统的技术参数,研究人员选择使用均质的淋巴母细胞作为实验材料,并开发了一套同时兼容三个平台数据的生物信息学分析流程。在数据分析过程中,研究人员首先发现微球表面的寡聚核苷酸序列并不完美,尤其是inDrop和Drop-seq系统所用微球,普遍存在内部序列不均一的问题。即使经过序列校正,inDrop和Drop-seq仍有约一半的测序数据无法被有效归入具体的细胞,导致的测序数据的浪费和检测灵敏度的下降。另一方面,UMI(unique molecular identifier)的加入可以有效提高inDrop和Drop-seq数据的均一性,而其对Chromium数据的改善非常有限。最终,在基因数和转录本数方面,三个系统所产生的数据均可以用于细胞亚型分析,其中Chromium系统展示出相对更高的灵敏度。

除了常规的技术参数分析以外,研究人员在对比三个系统所产生数据时还发现了显著的系统特有差异,具体表现为数据按系统来源显著分成了三个亚群,这提示大家未来在比较不同系统来源的数据时,要首先注意系统导致的表达差异。此外,针对inDrop系统特有的开发性,研究人员尝试将单细胞转录组扩增方式由CEL-seq改为Smart-seq,并获得了初步的成果,这展示出inDrop系统在特殊应用领域的潜在优势。

近年来,针对整个器官乃至整个生物个体的超大规模单细胞研究项目逐渐成为国际会议中讨论的焦点,其中尤以美国和欧洲科学家联合开展的人类细胞图谱(Human Cell Atlas)计划最为著名。希望本文能够对有意开展单细胞转录组研究的科研人员提供有效的指导。

据悉,清华大学生命学院王建斌研究员和北京大学BIOPIC黄岩谊教授为本文通讯作者,北京大学BIOPIC张先念博士、清华大学生命学院博士生李天奇、上海交通大学附属瑞金医院刘峰研究员、北京大学深圳研究生院博士生陈雅琪为本文共同第一作者。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • RNA
    RNA
    +关注

    关注

    0

    文章

    46

    浏览量

    9694
  • 数据分析
    +关注

    关注

    2

    文章

    1408

    浏览量

    33980

原文标题:北京大学黄岩谊教授:比较液滴超高通量单细胞RNA测序

文章出处:【微信号:Microfluidics-Tech,微信公众号:微流控科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    家长汇个性化测评系统的创新型招生策略(二)

    个性化测评系统的用户机构对这一系统的使用方面,还存在一些疑问,现在集中进行一次知识普及,也就是使用培训。在上一期的讲座,家长汇个性化测评
    发表于 07-12 18:06

    煤炭化卡机化验砖坯大卡设备 砖厂提供个性化操作

    `  煤炭化卡机化验砖坯大卡设备 砖厂提供个性化操作,煤炭化卡机化验砖坯大卡设备 砖厂提供个性化
    发表于 08-31 21:26

    HarmonyOS SDK,赋能开发者实现更具象、个性化开发诉求

    随着移动互联网的逐步成熟,用户的需求越来越细化。鸿蒙生态开发提供的HarmonyOS SDK开放能力,高效赋能美团外卖等合作伙伴实现更具象、个性化
    发表于 10-24 17:34

    基于Web挖掘的个性化网络学习系统设计

    设计一种基于Web挖掘的个性化网络学习系统,该系统给出了Web内容挖掘、Web使用挖掘和Web结构挖掘的结果,并结合其推荐结果学习者
    发表于 02-25 16:09 7次下载

    Mascom已经选择Bercut提供个性化彩铃解决方案

    Mascom已经选择Bercut提供个性化彩铃解决方案 俄罗斯圣彼得堡2009年11月25日电  -- 博茨瓦
    发表于 11-25 10:03 633次阅读

    基于协同过滤技术的个性化推荐系统研究

    为了解决信息检索无法获取符合个人需求的特色资源的问题,介绍个性化推荐系统的概念以及推荐系统常用的算法;重点阐述
    发表于 07-05 16:10 0次下载
    基于协同过滤技术的<b class='flag-5'>个性化</b>推荐<b class='flag-5'>系统研究</b>

    基于协同过滤技术的个性化推荐系统研究

    为了解决信息检索无法获取符合个人需求的特色资源的问题,介绍个性化推荐系统的概念以及推荐系统常用的算法;重点阐述
    发表于 07-05 16:10 0次下载
    基于协同过滤技术的<b class='flag-5'>个性化</b>推荐<b class='flag-5'>系统研究</b>

    知识个性化推荐系统研究

    知识情境是知识创造和运用的具体环境和背景,融合知识情境的知识个性化推荐系统是提高知识重用效率和共享特性的重要手段。提出了在知识个性化推荐系统
    发表于 12-04 11:50 9次下载
    知识<b class='flag-5'>个性化</b>推荐<b class='flag-5'>系统研究</b>

    海尔打造柔性自动化生产线,用户提供个性化定制

    为基础的互联工厂是用户提供个性化定制体验的主体,而用户交互定制平台和模块商资源平台则为用户提供
    发表于 06-13 11:40 1.2w次阅读

    AI、大数据、脑科学个性化学习系统大讲解

    今日,好未来旗下1对1教育品牌爱智康正式发布“i进步”个性化学习系统,通过科技赋能与数据驱动,提升教学效率,丰富学习体验,实现个性化教育。目
    发表于 04-23 15:17 1506次阅读

    利用Pocket IO™ PLC开发平台展示未来工厂

    通过2016电子展发现亮点,其中我们利用Pocket IO™ PLC开发平台展示未来的工厂。特色部分包括足球测试和个性化工厂、机器人精密控
    的头像 发表于 05-30 09:54 1444次阅读

    数据可视化开发平台PageNow上线

    PageNow是一款基于SpringBoot+Vue构建的数据可视化开发平台
    的头像 发表于 03-02 08:53 3609次阅读

    个性化广告推荐系统设计方案及应用

    推荐系统作为应对这些挑战的有效手段,成为个性化服务领域的研究热点之一。个性化广告推荐系统获取用户兴趣偏好,利用多种
    发表于 03-24 11:21 13次下载
    <b class='flag-5'>个性化</b>广告推荐<b class='flag-5'>系统</b>设计方案及应用

    广凌智慧教室融合管理平台个性化十足,功能系统自由选配

    广凌智慧教室融合管理平台支持根据学校实际情况自由选配个性化功能,超多款管理子系统可供选择,人性化、个性
    的头像 发表于 12-13 18:01 736次阅读
    广凌智慧教室融合管理<b class='flag-5'>平台</b>:<b class='flag-5'>个性化</b>十足,功能<b class='flag-5'>系统</b>自由选配

    大规模个性化定制研究综述!

    进入新千年,大规模个性化定制的研究逐渐成为热点。2000 年,Gilmore J H,Joseph Pine再次提出“大规模个性化旨在通过客户参与价值共创(Value Co-creation)过程并充分体验企业排他的或首选的
    的头像 发表于 10-22 09:40 2079次阅读
    大规模<b class='flag-5'>个性化</b>定制<b class='flag-5'>研究</b>综述!