单细胞转录组学改变了生物学,为基因表达提供了一个公正的视角。现在,研究人员正准备有选择地观察单细胞中的基因表达,这可能为感兴趣的基因提供同样的分辨率,但折扣高达90%。
在3月30日发表的一篇论文中自然生物技术vwin德赢ac米兰合作美国加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)乔纳森·韦斯曼(Jonathan Weissman)实验室领导的研究人员展示了他们是如何利用杂交捕获技术获得转录组的代表性样本的L1000“里程碑”基因集.
在他们的论文中,研究人员说,杂交捕获使与目标基因相匹配的mRNA分子的比例从没有富集的6%上升到87%。他们选择混合捕获,因为基于PCR、珠和线性扩增的方法会受到目标数量的限制。在全局、单细胞和单基因水平上,富集基因表达谱也与未富集基因表达谱高度相关。
Joseph Replogle是加州大学旧金山分校的研究生,也是这篇论文的第一作者,他认为这种方法可以在给定的实验中减少高达90%的测序成本,这一统计结果与10倍的结果一致。
Replogle说:“你可以在每个细胞中进行1000次读取,而不是在每个细胞中进行10,000次读取,这样对你感兴趣的基因仍然有同样大的覆盖范围。”“在十分之一的测序深度,我看到每个感兴趣的基因有更多的分子。这让我能够将我的遗传干扰功能聚类。这些指标对我来说很重要。”
加州大学旧金山分校的方法是扩大规模的更大努力的一部分单细胞CRISPR屏幕探讨遗传干扰如何改变基因表达。“你可以更深入地关注你真正关心的事情,”Replogle解释道。通常,这包括转录因子、激酶或细胞表面受体,而不是高表达的所谓管家基因。“大多数读者都是这样读的。在基因组学中,我们总是受到金钱的限制。对于大多数单细胞实验,大约一半的成本是……单细胞试剂,一半是测序。这改变了这个等式。”
与此同时,10x Genomics一直在开发一种靶向单细胞基因表达产品,也是基于混合捕获技术。vwin德赢ac米兰合作2月宣布目前,该公司正在接受几个面板的订单,这些面板将用于Chromium单细胞平台,不久还将用于Visium空间基因组平台。10x公司已经与韦斯曼实验室在CRISPR屏幕的其他方面进行了密切合作,并在beta测试期间将该公司自己的方法应用到实验室的基因表达库中。
这些数据已经足够好了,所以Replogle说他将来可能会使用10x的产品,而不是他实验室的自制方法。“有细微的差别,”他说。“他们的平台与我们已经在做的相当,甚至没有比我们更好一点。”
10x的联合创始人兼首席技术官本·辛德森(Ben Hindson)表示,靶向基因表达一直是10x计划的一部分。他说:“一旦你以不偏不倚的方式进行了一些发现,自然就会以更有针对性的方式开始归零。”客户,尤其是生物制药行业的客户,一直在要求这样的产品。“这一直在我们的脑海中,但在过去的12个月里,我们花了很大的努力来评估解决方案是什么。”
目前,10x公司的单细胞靶向基因表达检测将在其Chromium控制器上运行。工作流程是标准的,包括PCR扩增。从那里,检测执行优化的混合捕获,以提取感兴趣的基因。
“这给了你很大的灵活性,”Hindson说。“如果你愿意,你可以回到井边来,继续取样。”
10x拒绝透露混合捕获探测器的来源。UCSF的研究人员选择Twist Bioscience作为他们的供应商,而不是IDT和安捷伦。“这三家公司的定价模式略有不同,”Replogle在一封电子邮件中说。“我认为IDT更适合较小的诱饵集,而Twist更适合较大的诱饵集/更多反应。”
正如宣布的那样,研究小组将包括一个涵盖33种癌症类型的1253个基因的泛癌症小组;由1056个基因组成的免疫小组;还有人类基因信号通路和药物靶点的标志产物,大约1142个基因。10x还计划很快发布一个神经科学面板、一个定制内容和定制面板设计器,并将靶向基因表达扩展到Visium平台。
10x已经开始为一个提前访问项目招收客户,预计该项目将在未来几个月运行;然而,该公司拒绝透露正在与谁进行谈判。Hindson表示,该公司的目标客户是两三个研究和生物制药机构。
为了补充分析,10x开发了计算管道和可视化软件。一旦10x能够提供定制内容,包括整个面板,它还将推出面板设计软件。
欣德森建议,10x将开放地开展更有针对性的专题讨论,例如,传染病专题讨论。