“加快单细胞基因组学研究”

哈佛大学的科学家与bio-rad实验室的研究人员合作，开发了一种快速进行单细胞序列测序的新平台。 这种方法将微流体和新软件组合起来，扩大单细胞atac-seq，该细胞识别基因组的部分区域，这些基因组是开放的，可以用于调节蛋白质。

这项创新发表在nature biotechnology上，标志着单细胞基因组学研究的巨大加速。

什么是单细胞测序？

我们都是从单一细胞开始的，但很快就变成了几兆。 第一个细胞的基因组复制到其他细胞。 那么，如何最终得到这么多不同的细胞类型呢？ 多年来，科学家们一直在试图弄清楚基因在不同的细胞中是如何开启和关闭的。 因为这个细胞可以发挥特定的功能。

单细胞序列分析改变了这个研究行业，科学家们可以研究单个细胞的基因而不是大组织。 大量研究细胞时，这个集合可能看起来是统一的，但实际上包含了多种不同的细胞类型。 这是因为结果表示平均值。 他们指出，研究人员的方向很有前途，但没有提供确切的见解。

通过允许研究者一次只检查一个细胞，单细胞序列重新定义了解剖结构。 筛选表面看起来相似的细胞，强调新的细胞类型，大大提高了寻找健康功能和能驱动疾病过程的单一基因的能力。

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这项研究侧重于称为atac-seq的序列。 使用序列测定转座子-可到达的染色质。 每个人体细胞都含有2米长的dna，紧紧包裹在微观的细胞核中。 atac-seq可以识别出dna的那些部分被解开，可以接近蛋白质。

这就像打开多维的行李箱去拿衣服一样。 这项研究的共同主要作者和哈佛大学杰森·布鲁斯特罗实验室的博士后研究员fabiana duarte说。 如果得到了基因组的一部分，酶就可以将其切断进行标记。 然后我们找到了所有标记dna的序列。

基因由多种不同的蛋白质控制。 例如，转录因子与一张dna结合，带来读取它的机器。 有无数的转录因子，每个因子都识别并结合着非常特异的dna序列。 这个序列称为motif，非常具体，因此可以标记atac-seq数据。

自buenrostro及其同事于年首次开发atac-seq以来，该行业发展迅速。 该技术到处用于基因组学界，例如人类细胞图谱项目，用于理解和描绘基因组的功能。 但是，多而复杂的过程耗时、效率低下，只有部分细胞会产生可靠的结果。

放大

本研究开发的新方法使atac-seq更有效。 如果用以前的方法一次反应就能分解100个细胞，新的方法就描述了50，000个。

我们扩展了那个。 这是因为在人体组织中可以直接分解多个细胞。 做法很简单。 因为这一天可以做完实验，从头到尾。 这将使研究人员能够实现越来越多的目标。 哈佛大学干细胞和再生生物学系的助理教授布鲁斯·罗斯说，这个时间要短得多。

单细胞测序中最大的挑战之一是分离研究对象的细胞。 新的做法利用微流体和液滴处理了这个问题。

我们和bio-rad团队合作开发了这个方法。 杜亚特说。 设备的一个通道发送细胞，另一个通道添加珠子。 每个珠子上都有条形码标签。 他们相遇的地方，有油。 所以，会得到液滴。 每个液滴都有细胞和珠子。 可以向设备添加大量细胞，以获取单个标记细胞的数据。

但是，任何计算生物学家都说恶魔在细节上。

理想情况下，每个液滴都有一个珠子。 但实际上，为了确保每个细胞都贴有标签，液滴最终可能会有一个或多个珠子。 布鲁斯特的实验室联合主编兼研究生caleb lareau说。 。 我们的新软件认识到这些情况并加以整合。 这是因为最初可以识别看起来很多的各个细胞。

通过实验和计算方面的革新，放入机器的95%的电池的轮廓可以得到。 约20%到30% -就像白天和晚上一样，lareau说。

加速研究[/s2/]

这种液滴的做法将作为现成的技术提供给所有行业的生物医学研究者。 我为我们帮助它进入这个阶段而感到自豪。 然后，同时也是哈佛大学教师的布鲁斯·托洛特说。 干细胞研究所。 该研究还开发了一种在条形码中添加另一个标记，以增加10倍以上的细胞数量的方法。 它会改变你能提出的问题和你能以多快的速度找到答案。 我想我们现在看到了研究的进展。

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