10x Genomics单细胞全长转录组测序

目前火的转录组研究技术是什么？我想回答一定是单细胞转录组测序（scRNA-seq）和全长转录组测序（Iso-Seq）。由于其各自的优势，近几年scRNA-seq和Iso-Seq在转录组研究中大放异彩。那么有没有比二者更火的转录组研究技术呢？当然有，那就是即将为大家介绍的新产品—10x Genomics单细胞全长转录组测序（10x scIso-Seq），该产品同时结合scRNA-seq和Iso-Seq技术优势，可在进行单细胞水平基因表达分析的基础上实现单细胞全长转录本的研究。

　　技术背景

      目前，已有多项研究表明不同细胞类型间存在广泛的Isoform多样性。相比于普通转录组测序通过短读长拼接获得可变剪切信息，Iso-Seq直接获得全长转录本序列，为准确进行可变剪切的研究开创了新局面。但目前Iso-Seq主要广泛应用于组织整体的Isoform分析，在单细胞上的成功应用也仅限少量细胞。

　　▼举个例子▼

　　例如，基于FACS分选、SMART-seq2单细胞cDNA扩增结合三代测序的方法对7个小鼠B1a细胞的转录组分析表明，这些细胞间存在广泛的Isoforms多样性[1]。而利用二代数据很难分析一个基因位点的多个亚型，对于三代数据在单个细胞中鉴定的CD37基因的几种Isoforms，Illumina数据要么无法组装出完整的Contigs，要么产生其他未检测到的Contigs。

　　虽然基于类似的方法已经实现了近百个细胞的单细胞Isoforms研究[2]，但远远达不到10x Genomics单细胞转录组测序的细胞数目，这严重限制了这类技术的大规模应用。但目前的scRNA-seq由于采用短读长测序，一般仅被用于实现单细胞水平的基因表达定量。而将10x Genomics的高通量单细胞捕获平台与常规的Iso-Seq结合，实现两种技术的优势互补，无疑是Z佳的解决方案。

　　技术原理

　　贝瑞基因推出单细胞水平和全长转录本兼得的转录组研究利器—10x scIso-Seq，将10x Genomics单细胞转录组测序与PacBio测序平台的全长转录组测序相结合，即利用10x Genomics单细胞平台进行数千至上万个单细胞的捕获和全长cDNA的扩增（被细胞特异性10x Barcode编码）。然后将上述cDNA分为两份，一份进行10x Genomics单细胞转录组文库构建和测序；对另一份被同样的细胞特异性10x Barcode标记的全长cDNA，贝瑞基因采用在PacBio SMRTbell文库基础上自主优化的文库构建技术进行全长转录组文库构建，并在PacBio Sequel II平台上进行测序。Z后为实现上述两种数据的联合分析，贝瑞基因自主开发的分析流程可在全长转录组序列中识别和检测Barcode序列，并与Illumina序列中被细胞类型分类的Barcode进行匹配，确定每个全长转录组序列的单细胞来源，从而实现Isoform的细胞类型分类。

　　10x scIso-seq技术原理

　　技术优势

　　由于10x scIso-Seq在10x基因组单细胞转录组测序的基础上结合了常规的Iso-Seq测序，该技术与常规的10x基因组单细胞转录组测序、Iso-Seq和基于其他平台的单细胞全长转录组测序技术相比具有明显的优势：

　　基于10x Genomics单细胞捕获平台，可同时实现数万个细胞的全长转录组测序，通量远高于其他单细胞全长转录组研究方法，从而实现构成复杂组织的细胞的单细胞全长转录组研究。

　　对单细胞转录物的3’末端测序和同时对全长转录物测序可用于常规10x基因组单细胞转录物和Iso-Seq的所有分析。同时，由于两种测序数据来自同一个cDNA序列，因此可以实现两种数据的联合分析，如挖掘细胞类型特异性亚型，比较细胞类型间的亚型，可以为单细胞转录组研究提供更多信息。