單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在單個細胞水平上對轉(zhuǎn)錄組進行高通量測序分析，從而揭示單個細胞內(nèi)所有基因的表達和細胞間的異質(zhì)性。單細胞轉(zhuǎn)錄組測序目前存在的挑戰(zhàn)是如何高效地操控單個細胞，如何對大量的低拷貝數(shù)mRNA進行無偏倚擴增，如何避免背景游離mRNA的污染，以及如何同時對大量的單細胞進行并行測序以降低成本。 

來自廈門大學楊朝勇研究團隊與美國斯坦福大學理查德 杰爾（Richard N. Zare）等團隊合作，在高通量單細胞轉(zhuǎn)錄組測序新方法新器件研究方面取得重要進展。相關(guān)研究成果以Highly parallel and efficient single cell mRNA sequencing with paired picoliter chambers （基于皮升級腔室配對的高效單細胞mRNA并行測序方法）為題公布在Nature Communications雜志上。 

楊朝勇課題組與合作者開發(fā)了一種全新的高通量單細胞轉(zhuǎn)錄組測序新方法(Paired-seq)。他們設計了一種基于差異流阻原理及微閥微泵控制的高效單細胞/單微珠捕獲與操控的微流控芯片，實現(xiàn)了對痕量細胞樣本的高效率單細胞捕獲，該芯片集成了微閥微泵結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了微量反應體系的主動快速混合、交換以及對單細胞的清洗，提高了細胞的裂解效率并有效地清除了溶液中背景游離RNA，大大降低了游離RNA的污染。 

Paired-seq利用DNA編碼技術(shù)，使每個細胞內(nèi)的基因帶上獨1無2的細胞標簽和分子標簽，實現(xiàn)了對大量單細胞同時操控測序，通過標簽信息對不同細胞來源的信息進行區(qū)分，保證每個細胞轉(zhuǎn)錄組信息的獨立性，同時通過分子標簽對mRNA分子表達量進行數(shù)字化統(tǒng)計，消除了序列差異導致的擴增偏差。而皮升級單細胞反應腔室極大地提升了RNA分子的局部濃度，實現(xiàn)痕量RNA分子的高效捕獲與反轉(zhuǎn)錄擴增，提高了方法的基因檢測靈敏度。 

該方法通過高效捕獲單細胞的微流控芯片與DNA編碼微珠技術(shù)相結(jié)合，一次測序即可完成對成百上千個單細胞轉(zhuǎn)錄組的同時分析，解決了單細胞轉(zhuǎn)錄組測序存在的多個關(guān)鍵難點。與其它單細胞測序平臺相比，在相同的測序深度下，Paired-seq可以檢測到更多的基因，具有細胞利用率高、靈敏度高和測序成本低的優(yōu)勢，為單細胞的異質(zhì)性研究提供了有力的分析工具。

------  文章摘自  生物通  ------