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單細胞多組學scRNA+scATAC實驗策略選擇

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單細胞多組學scRNA+scATAC實驗策略選擇

發布日期:2021-08-27 作者:程偉 點擊:

單細胞實驗除了有單細胞轉錄組、單細胞ATAC、單細胞CUT&tag、單細胞TCR/BCR、單細胞甲基化、單細胞基因組等,多個組學聯合實驗及分析一直是人們應用的主題,并且也有很多單細胞多組學文章的發表,但是對于大規模細胞實驗,鑒于成本考慮,能選擇的多組學不多。

商業化的多組學應用莫過于scRNA+scATAC技術。

scRNA+scATAC技術聯合上,也有一段發展歷程,Z初人們進行技術聯合時,主要是單獨進行scRNA-seqscATAC-seq實驗,得到兩組分別實驗的數據,之后再對兩組數據進行整合分析,分析策略上也有很多進行軟件開發應用,但是大致思路基于這樣的前提

1、開放染色質區域與基因表達呈現正相關;

2、染色質開放促進基因表達;

3、非啟動子區域的開放性被丟棄;

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基于這樣的聯合分析,將scRNA的每個細胞基因表達與scATAC的每個細胞的開放染色質狀態進行一一對應,以此來進行細胞關聯,得出同一細胞的基因表達和開放染色質狀態,但是有一些細胞沒有辦法進行對應或者對應的細胞是錯誤的。

考慮到這樣的情況出現,10x Genomics公司進行了技術革新,推出了Chromium single cell multiome ATAC+ Gene expression的策略,在同一beads上含有捕獲mRNA的探針和捕獲tn5特異序列的探針,這樣在實驗層面上就能解決同一細胞來源問題。

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這樣在分析時,可以根據barcode信息就能知道基因表達情況和開放染色質情況來源于哪個細胞,很好的解決了之前的爭議部分。

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有意思的是,基于這樣的思路進行的實驗,后續分析時發現,轉錄因子并不只是促進基因的表達,有可能會降低基因的表達,這樣的數據整合,就能知道在細胞異質性調控過程中,關鍵轉錄因子的更具體調控機制:促進哪些基因的轉錄、抑制了哪些基因的轉錄,對這些基因進行功能注釋從而進行了解其參與調控通路,perfect!

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在實際實驗過程中,Z好是選擇scRNA-seq+scATAC-seq同時實驗的策略么?

也不是的,得具體根據老師的經費考量來進行。我們要知道,scATAC-seq技術在實驗時是首先提取細胞核,在進行tn5酶切孵育,孵育之后在進行上機單細胞捕獲,這,樣本tn5酶切是否充分不到Z后文庫構建是不得而知的。這樣一次實驗同時捕獲scRNA數據和scATAC數據時,如果scATAC實驗因為tn5酶切原因導致實驗失敗,那么scRNA-seq的結果也造成了浪費。再者,老師如果關系細胞質中的轉錄本信息,那么一次實驗同時捕獲的策略也不適用。

另外,從文庫結構上,單獨進行scATAC實驗時,scATAC的文庫結構如下:

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i5,10x barcode長度為16 bp,基于目前國內測序平臺主要以Illumina公司的nova 6000為主,價格上也是nova 6000更有優勢,有些測序公司也會去嘗試調整i5端16 bp index長度的策略將scATAC文庫與其他文庫混合后nova 6000上進行測序,這樣整個文庫測序價格也能夠更低(畢竟單細胞實驗單個樣本的測序量都不低。

而同時實驗時,scATAC的文庫結構如下:

00.png

i5,10x barcode+spacer的長度就變成24 bp,在測序時,我們需要將i5index長度調整為24 bp,目前nova 6000除非直接整條lane都來測scATAC的文庫,不然只能選擇其他平臺進行測序,那么整個測序價格也會更昂貴。

怎么選擇實驗策略大家了解清楚了么?

愛基百客公司在單細胞實驗上有自己優勢:
1

不同型號顯微鏡進行懸液質控:普通光學顯微鏡、熒光顯微鏡、熒光計數儀;

2

配備組織解離儀、流式分選儀,滿足不同樣本懸液制備需求;

3

大的服務器集群,可并行處理125個樣本的單細胞數據;

4

優秀的單細胞專業實驗人員及單細胞生信分析人員,負責單細胞個性化實驗及單細胞個性化分析需求;

5

scCUT&tag獲武漢市科技局創新項目資助。

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本文網址:http://www.cvcfyouth.com/news/608.html

關鍵詞:scRNA-seq,scATAC-seq,單細胞多組學

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