单细胞测序技术是指在单个细胞水平上,对基因组、转录组、表观组进行高通量测序分析的一项新技术。它能够揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态,反映细胞间的异质性,在肿瘤、发育生物学、微生物学、神经科学等领域发挥重要作用。
2013年单细胞测序技术被Nature Methods评为年度技术。同年,《科学》杂志(Science)将单细胞测序列为年度最值得关注的六大领域榜首,认为该技术将改变生物界和医学界的许多领域。
单细胞测序技术荣登顶尖杂志年度封面
(图片来源http://t.cn/R840r7W)
2017年10月16日,与“人类基因组计划”相媲美的“人类细胞图谱计划”正式公布。人类细胞图谱计划是一项大型国际合作项目,其中一项关键的技术就是单细胞测序。
人类细胞图谱计划
(图片来源: http://t.cn/RQHYNxw)
继在DNBSEQ-E5测序平台上完成多个高性价比的教学实验后,我们成功的开发完成了基于DNBSEQ-E5测序平台的单细胞教学实验和分析练习。
适合对象:高等院校研究生教育,顶级科研单位内部教育和培训。
DNBelab C4
以人外周血单个核细胞(PBMC)为例,从人外周血中分离出PBMC细胞并制备成细胞悬液,细胞悬液通过DNBelab C4单细胞微流控系统形成油包水小液滴。小液滴中包含单个细胞和一个被人工修饰的磁珠,细胞在液滴中完成裂解,释放的mRNA与磁珠结合。破乳后,包含单个细胞所有mRNA的磁珠被释放,磁珠上mRNA经逆转录成cDNA,再经过建库和在DNBSEQ-E5平台测序得到下机数据。
形成油包水小液滴
单细胞测序及分析流程测试
下机数据包含近3000个细胞的转录组信息,分别使用UMAP和t-SNE两种降维的可视化方法,通过Seurat对数据进行聚类和注释。同时,我们也用该文库在MBISEQ-2000平台上进行测序分析对比。可以看出,DNBSEQ-E5平台的下机数据,可以清楚区分T cells, B cells, NK cells, monocytes 4种细胞类型以及memory CD8+T细胞亚型,成功的完成聚类分析的整体流程。
DNBSEQ-E5平台与MBISEQ-2000平台数据对比
通过单细胞测序实验课程,学生可以在真实场景下学到多种技能,包括:
湿实验
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分离外周血单个核细胞
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细胞活力检测(细胞计数、死活细胞鉴定)
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制备细胞悬液
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单细胞捕获
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RNA文库制备
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DNA Nanoball制备
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上机测序
干实验
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R语言及工具包学习:Scatter、Seurat
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Python及工具包学习:Scanpy
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PCA、UMAP、t-SNE算法
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测序数据质控和过滤:线粒体基因分析、RNA分子量分析
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基因计数矩阵预处理,校正和标准化
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PCA降维分析:碎石图、PC热图分析
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细胞簇人工注释:CellMarker数据库使用
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自动细胞簇注释:HPCA、ENCODE、DICE和MONACO
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Marker gene热图细胞类型分析
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基因功能分析:GO、KEGG pathway
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Human Cell Atlas数据查询,用机器学习的算法进行聚类分析
- 关于猛犸基金会 -
深圳市猛犸公益基金会是中国首家推动基因科技造福民生的公益基金会,理事单位为华大集团、万科公益基金会、松禾资本、星河控股集团。
基金会以“向善同行,让基因科技HUI及人人” 为使命,以倡导和发展具有民生为本、平等普惠、便捷可及的基因科技为原则,以恤病助医、科普教育、跨界交流等为主要业务。