简化基因组测序以推进单细胞技术

来自中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员将单细胞样品制备和测序方法结合到一个单一的、流线型的方法，称为可定位动态液滴阵列(Addressable Dynamic Droplet Array，aDDA)。

　　

   

   

可定位动态液滴阵列(aDDA)，其中所有的样品制备步骤都可以执行

通过基因组测序，单个细胞可以揭示生物学世界的许多信息。科学家们可以将一个单独的细胞与其他样本进行比较，分析它们的异同，以便更好地了解这些生物是如何起源和进化的，甚至可以发现全新的物种。

然而，尽管单细胞测序技术发展迅速，但样品制备仍远远落后，越来越成为阻碍单细胞技术广泛应用的主要瓶颈。

为了解决这一问题，中国科学院青岛生物能源与过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员将单细胞样品制备和测序方法结合到一个单一的、流线型的方法，称为可定位动态液滴阵列(aDDA)。

他们的研究于7月23日发表在《Small》杂志上。

“现有的单细胞测序方法通常无法追踪一个特定的细胞，从样品制备到测序，这使得基因组如何与相应细胞的特定功能相匹配的结果变得模糊。解决方案在于结合两种基于液滴的平台，”第一作者LI Chunyu说，他是QIBEBT单细胞中心的研究员。

“用于样品制备的理想液滴微流控平台不仅需要静态特性，如对单个单细胞液滴的准确识别和检索，而且还需要在皮升尺度上精确控制生化反应的能力一升的万亿分之一，比人眼能看到的还要小。在aDDA中，所有的样品制备步骤，包括单细胞分离、细胞裂解、扩增和产品检索，都在一个非常小的液滴内依次进行。这样，在整个单细胞样品制备和测序过程中，每个细胞都可以被精确跟踪。”

静态液滴阵列使研究人员能够准确地识别和检索包含目标单细胞的液滴，而连续流液滴平台则能够连续快速地处理每一步。研究组在aDDA中结合了这两种方法，可以快速处理研究人员确定的所需细胞。

为了验证他们的方法，研究人员处理了单个酵母细胞的基因组。他们发现，aDDA减少了分离方法的一些问题，并导致对91%的单细胞基因组进行测序。传统方法平均只能从单个细胞中恢复约26%的基因组序列。

“目前，这个平台受到吞吐量的限制，因为检索步骤仍然是手动的，”单细胞中心副主任和本研究的资深作者MA Bo说，并指出该团队正在努力实现检索过程的自动化。“然而，通过结合索引固定液滴阵列和动态液滴操纵的强度，aDDA应该在探索地球上大量生命形式的表型-基因型链接的精确单细胞分辨率上找到广泛的应用。”

原文检索：Small. DOI 10.1002/smll.202100325