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我国科学家开发新技术,极大提高单细胞测序性能

2021年01月12日 17:03:58字号:T|T

    单细胞全基因组测序(WGS)对于表征DNA中动态细胞间变化至关重要。当前用于单细胞WGS的样品制备技术复杂,昂贵,并且存在高扩增偏差和误差。

    2020年12月9日,厦门大学杨朝勇团队在Science Advances 在线发表题为“Digital-WGS: Automated, highly efficient whole-genome sequencing of single cells by digital microfluidics”的研究论文,该研究描述了Digital-WGS,这是一个样品前处理平台,可基于数字微流体的自动处理功能来简化高性能单细胞WGS。

    数字微流控(DMF)是一种新兴的微流控自动化技术,可通过电介质上电润湿现象处理电极阵列上微升至纳升大小的液滴。该研究开发了Digital-WGS,这是一种基于DMF的单细胞样品制备平台,该平台集成了并行纳升体积多重置换扩增(MDA)的所有主要步骤,包括从单细胞分离到全基因组扩增(WGA)的自动处理。通过在DMF芯片上结合流体动力学和表面润湿性,无论细胞类型和输入如何,都可以通过液滴操作自动有效地(100%)分离单个细胞。Digital-WGS允许在所有步骤中对液滴进行可寻址的控制,以大大提高裂解效率和反应的均匀性。可寻址和非接触式工作流程减少了与污染物或内源性背景的竞争,从而提高了基因组模板的有效浓度。

    该研究应用Digital-WGS进行了许多单细胞纳升体积的MDA反应,并使用低深度和深度全基因组测序将性能与其他已报道的MDA方法进行了全面比较。该结果表明,Digital-WGS在多个方面都优于现有的MDA方法,从而大大降低了放大偏差和指数放大误差。使用该方法,该研究能够以最小的150 kb bin和等位基因剔除(ADO)率为5.2%的单核苷酸变体实现出色的检测。因此,Digital-WGS提供了解决WGA当前问题的独特途径,从而为执行单细胞测序提供了一种有效而强大的方法。这种方法对于单细胞分析的任何化学方法都具有可扩展性和通用性,这对于单细胞基因组测序有广阔的应用前景。

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