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 分類: 時空組學

空間轉錄組測序和普通測序的區(qū)別

傳統(tǒng)的普通轉錄組測序,即bulk RNA-seq,無法解析組織中每個細胞的表達譜,得到是大量多種細胞混合在一起的整體表達譜,對于組織中細胞異質性無能為力。單細胞轉錄組測序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技術的產生,尤其是像10X genomics等高通量單細胞轉錄組測序技術發(fā)展,使得我們能夠獲取組織內每個細胞的表達情況,從而解析組織內細胞異質性;但scRNA-seq測序前的組織解離導致空間信息丟失,從而限制了我們對組織中細胞相互作用和空間分布的理解;

但是這些技術遺憾地丟失了基因表達的空間信息,而基因表達的空間特異性對于組織正常行使功能非常重要。因此,科學家們發(fā)明了空間轉錄組測序技術(spatial transcriptomics, ST),來解析組織中基因表達的空間異質性,比如10X Visium空間轉錄組測序技術。10X Visium將組織切片與轉錄組測序結合,實現(xiàn)空間信息和轉錄本信息的獲取,添加基因表達空間分布信息,進一步提高組織內部分辨率。

10X Visium空間轉錄組測序技術原理

10X Visium平臺空間轉錄組用于文庫構建的每張載玻片上有四個捕獲區(qū)域,每個捕獲區(qū)域的大小為6.5×6.5mm,包含約5000個被條形碼標記的spot(barcoded spots),每個spot的直徑為55 μm,spot和spot之間中心的距離為100 μm,并且每個spot都有一個唯一的barcode序列。每個spot上的條形碼都由4部分組成,truseq read1測序通用引物、spatial barcode、UMI(uniuqe molecular identifier)和poly(dT),其中所有spot的truseq read1測序通用引物都一樣,每個spot的spatial barcode都與其他spot不同,用于識別空間位置,UMI用于校正PCR擴增偏好,poly(dT)用于和mRNA的polyA尾巴相結合捕獲mRNA。

組織切片的細胞中會釋放出mRNA,遷移到每個spot的mRNA會被標記上相應的barcode序列,然后進行文庫構建并進行測序。

最后,根據(jù)數(shù)據(jù)的條形碼信息對數(shù)據(jù)進行分析,以確定哪些數(shù)據(jù)來自哪個位置,從而實現(xiàn)空間基因表達的可視化。

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