单细胞转录组和基因组联合分析2022-12-26 08:51:21
基因组是决定细胞内遗传变异分子机制的源代码，而转录组决定了细胞的特定功能。基因组和转录组的联合分析通过探究DNA拷贝数、DNA编码区与非编码区如何决定转录组表达水平，从而建立基因组和转录组的相关性，并阐述选择性表达分子作用机制，如RNA编辑、调控变异和等位基因特异性表达。另外，对不同细胞的基因组和转录组进行联合分析，可进一步区分遗传亚克隆，同时进行谱系示踪。单细胞转录组和基因组的联合分析步骤主要包括单细胞分离、细胞裂解、DNA/RNA分离、基因组/转录组文库构建。DR-seq和G＆T-seq是单细胞DNA和RNA平行分析的开创性工作。DR-seq在挑取并裂解单细胞后，mRNA经测序适配子（Ad-1x）进行反转录；接着以适配子（Ad-2）为引物，进行cDNA与基因组DNA的线性预扩增；之后将产物分成两个部分，分别用于MALBAC全基因组文库构建及CEL-seq转录组文库构建。DR-seq避免了DNA和RNA的物理分离，减少了核酸的损失及操作繁琐度，但易造成DNA与RNA间的相互污染。G＆T-seq利用寡聚poly包被的磁珠从细胞裂解液中物理分离含poly尾的mRNA，接着对DNA和mRNA分别进行MDA基因组文库构建和Smart-seq2转录组文库构建。这种单细胞DNA/RNA分离方式可适用于多种下游建库方法，亦可将所获得的DNA用于甲基化组研究。然而由于该方法针对poly尾mRNA，难以应用于非编码RNA的测量。汤富酬课题组发展的ScTrio-seq采用温和裂解法，在保持细胞核完整的同时裂解细胞膜以获得所有胞质 RNA，通过移取上清液实现RNA/细胞核的分离，并将细胞核内DNA用于全基因组和甲基化组的同时分析。
然而，为了在移取上清液的过程中避免细胞核的不慎吸取，该方法保留了部分上清液，造成RNA的损失。为了提高RNA的回收量，SIDR-seq利用抗体修饰磁珠标记单个细胞，然后采用低渗裂解策略在细胞质膜上进行穿孔以释放RNA，并通过磁分离方式实现RNA/细胞核的分离，允许不同类型的下游文库构建。
出自《单细胞与空间转录组分析研究进展》作者许醒,蔡林峰，张倩楠.
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