记者近日从厦门大学获悉,该校化学化工学院杨朝勇教授和嘉庚创新实验室张惠敏副研究员团队在单细胞全基因组测序领域取得重要突破,相关成果发表于《美国科学院院报》。
据介绍,拷贝数变异(copy number variation,CNV)在许多疾病的发生和发展研究中扮演重要的角色。在肿瘤研究中,拷贝数变异可形成独特的“基因指纹”,用于推断肿瘤的发生和发展,并对肿瘤转移进程进行追踪。单细胞拷贝数变异计数的准确性,依赖于单细胞基因组扩增的保真度。
目前,绝大部分单细胞全基因组测序都需要通过全基因组扩增技术,扩增单细胞的基因组DNA,以产生足够的核酸模板用于测序文库的构建。然而,预扩增通常存在偏置性高、随机性强等问题,当映射到参考基因组时,这些扩增产物通常部分重叠,使拷贝数测量复杂化并导致计数不准确。此外,目前大多数全基因组扩增方法耗时长、成本高,限制了单细胞全基因组测序的广泛应用。
针对这一难题,厦大团队开发了一种基于数字微流控(Digital microfluidics,DMF)的自动化单细胞全基因组测序文库制备方法(dd-scCNV Seq),用于单分子分辨率进行拷贝数分析。dd-scCNV Seq利用Tn5转座酶直接将原始的单细胞基因组DNA打断,并将这些原始片段作为模板进行扩增,随后对这些重复的片段进行过滤,生成原始DNA的唯一标识片段,从而实现单分子分辨率的拷贝数变异的数字计数。与其他测序方法相比,所获得的拷贝数变异模式更准确。利用自动化的数字微流控芯片,dd-scCNV Seq仅需五步,在不到4小时内即可获得单细胞基因组测序文库。dd-scCNV Seq还可以精确测定不同来源样品(如血液、骨髓、羊水细胞等)中的拷贝数变异,为临床拷贝数变异检测提供了一种高效且准确的方法。此外,dd-scCNV Seq无需进行全基因组扩增,大大简化了实验过程,降低了时间和试剂成本,为生命科学和生物医学领域提供了一种更高性价比的单细胞全基因组测序方法。
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