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我國科學家開發新技術,極大提高單細胞測序性能

發布時間:2020-12-31 10:08:35 | 來源:【中國生物技術發展中心 12月29日】
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單細胞全基因組測序(WGS)對于表征DNA中動態細胞間變化至關重要。當前用于單細胞WGS的樣品制備技術復雜,昂貴,并且存在高擴增偏差和誤差。

2020年12月9日,廈門大學楊朝勇團隊在 Science Advances 在線發表題為“Digital-WGS: Automated, highly efficient whole-genome sequencing of single cells by digital microfluidics”的研究論文,該研究描述了Digital-WGS,這是一個樣品前處理平臺,可基于數字微流體的自動處理功能來簡化高性能單細胞WGS。

數字微流控(DMF)是一種新興的微流控自動化技術,可通過電介質上電潤濕現象處理電極陣列上微升至納升大小的液滴。該研究開發了Digital-WGS,這是一種基于DMF的單細胞樣品制備平臺,該平臺集成了并行納升體積多重置換擴增(MDA)的所有主要步驟,包括從單細胞分離到全基因組擴增(WGA)的自動處理。通過在DMF芯片上結合流體動力學和表面潤濕性,無論細胞類型和輸入如何,都可以通過液滴操作自動有效地(100%)分離單個細胞。Digital-WGS允許在所有步驟中對液滴進行可尋址的控制,以大大提高裂解效率和反應的均勻性。可尋址和非接觸式工作流程減少了與污染物或內源性背景的競爭,從而提高了基因組模板的有效濃度。

該研究應用Digital-WGS進行了許多單細胞納升體積的MDA反應,并使用低深度和深度全基因組測序將性能與其他已報道的MDA方法進行了全面比較。該結果表明,Digital-WGS在多個方面都優于現有的MDA方法,從而大大降低了放大偏差和指數放大誤差。使用該方法,該研究能夠以最小的150 kb bin和等位基因剔除(ADO)率為5.2%的單核苷酸變體實現出色的檢測。因此,Digital-WGS提供了解決WGA當前問題的獨特途徑,從而為執行單細胞測序提供了一種有效而強大的方法。這種方法對于單細胞分析的任何化學方法都具有可擴展性和通用性,這對于單細胞基因組測序有廣闊的應用前景。

 

論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/50/eabd6454

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