單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在單個(gè)細(xì)胞水平上對轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行高通量測序分析，從而揭示單個(gè)細(xì)胞內(nèi)所有基因的表達(dá)和細(xì)胞間的異質(zhì)性。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序目前存在的挑戰(zhàn)是如何高效地操控單個(gè)細(xì)胞，如何對大量的低拷貝數(shù)mRNA進(jìn)行無偏倚擴(kuò)增，如何避免背景游離mRNA的污染，以及如何同時(shí)對大量的單細(xì)胞進(jìn)行并行測序以降低成本。 

來自廈門大學(xué)楊朝勇研究團(tuán)隊(duì)與美國斯坦福大學(xué)理查德 杰爾（Richard N. Zare）等團(tuán)隊(duì)合作，在高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序新方法新器件研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Highly parallel and efficient single cell mRNA sequencing with paired picoliter chambers （基于皮升級腔室配對的高效單細(xì)胞mRNA并行測序方法）為題公布在Nature Communications雜志上。 

楊朝勇課題組與合作者開發(fā)了一種全新的高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序新方法(Paired-seq)。他們設(shè)計(jì)了一種基于差異流阻原理及微閥微泵控制的高效單細(xì)胞/單微珠捕獲與操控的微流控芯片，實(shí)現(xiàn)了對痕量細(xì)胞樣本的高效率單細(xì)胞捕獲，該芯片集成了微閥微泵結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了微量反應(yīng)體系的主動(dòng)快速混合、交換以及對單細(xì)胞的清洗，提高了細(xì)胞的裂解效率并有效地清除了溶液中背景游離RNA，大大降低了游離RNA的污染。 

Paired-seq利用DNA編碼技術(shù)，使每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的基因帶上獨(dú)1無2的細(xì)胞標(biāo)簽和分子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了對大量單細(xì)胞同時(shí)操控測序，通過標(biāo)簽信息對不同細(xì)胞來源的信息進(jìn)行區(qū)分，保證每個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組信息的獨(dú)立性，同時(shí)通過分子標(biāo)簽對mRNA分子表達(dá)量進(jìn)行數(shù)字化統(tǒng)計(jì)，消除了序列差異導(dǎo)致的擴(kuò)增偏差。而皮升級單細(xì)胞反應(yīng)腔室極大地提升了RNA分子的局部濃度，實(shí)現(xiàn)痕量RNA分子的高效捕獲與反轉(zhuǎn)錄擴(kuò)增，提高了方法的基因檢測靈敏度。 

該方法通過高效捕獲單細(xì)胞的微流控芯片與DNA編碼微珠技術(shù)相結(jié)合，一次測序即可完成對成百上千個(gè)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的同時(shí)分析，解決了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序存在的多個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)。與其它單細(xì)胞測序平臺(tái)相比，在相同的測序深度下，Paired-seq可以檢測到更多的基因，具有細(xì)胞利用率高、靈敏度高和測序成本低的優(yōu)勢，為單細(xì)胞的異質(zhì)性研究提供了有力的分析工具。

------  文章摘自  生物通  ------