单细胞多组学scRNA+scATAC实验策略选择

单细胞实验除了有单细胞转录组、单细胞ATAC、单细胞CUT&tag、单细胞TCR/BCR、单细胞甲基化、单细胞基因组等，多个组学联合实验及分析一直是人们应用的主题，并且也有很多单细胞多组学文章的发表，但是对于大规模细胞实验，鉴于成本考虑，能选择的多组学不多。

商业化的多组学应用莫过于scRNA+scATAC技术。

在scRNA+scATAC技术联合上，也有一段发展历程，Z初人们进行技术联合时，主要是单独进行scRNA-seq和scATAC-seq实验，得到两组分别实验的数据，之后再对两组数据进行整合分析，分析策略上也有很多人进行软件开发应用，但是大致思路是基于这样的前提：

1、开放染色质区域与基因表达呈现正相关；

2、染色质开放促进基因表达；

3、非启动子区域的开放性被丢弃；

基于这样的联合分析，将scRNA的每个细胞的基因表达与scATAC的每个细胞的开放染色质状态进行一一对应，以此来进行细胞关联，得出同一细胞的基因表达和开放染色质状态，但是有一些细胞没有办法进行对应或者对应的细胞是错误的。

考虑到这样的情况出现，10x Genomics公司进行了技术革新，推出了Chromium single cell multiome ATAC+ Gene expression的策略，在同一beads上含有捕获mRNA的探针和捕获tn5特异序列的探针，这样在实验层面上就能解决同一细胞来源问题。

这样在分析时，可以根据barcode信息就能知道基因表达情况和开放染色质情况来源于哪个细胞，很好的解决了之前的争议部分。

有意思的是，基于这样的思路进行的实验，后续分析时发现，转录因子并不只是促进基因的表达，有可能会降低基因的表达，这样的数据整合，就能知道在细胞异质性调控过程中，关键转录因子的更具体调控机制：促进哪些基因的转录、抑制了哪些基因的转录，再对这些基因进行功能注释从而进行了解其参与调控通路，perfect！

在实际实验过程中，Z好是选择scRNA-seq+scATAC-seq同时实验的策略么？

也不是的，得具体根据老师的经费考量来进行。我们要知道，scATAC-seq技术在实验时是首先提取细胞核，在进行tn5酶切孵育，孵育之后在进行上机单细胞捕获，这时，样本tn5酶切是否充分不到Z后文库构建是不得而知的。这样一次实验同时捕获scRNA数据和scATAC数据时，如果scATAC实验因为tn5酶切原因导致实验失败，那么scRNA-seq的结果也造成了浪费。再者，老师如果关系细胞质中的转录本信息，那么一次实验同时捕获的策略也不适用。

另外，从文库结构上，单独进行scATAC实验时，scATAC的文库结构如下：

在i5端，10x barcode长度为16 bp，基于目前国内测序平台主要以Illumina公司的nova 6000为主，价格上也是nova 6000更有优势，有些测序公司也会去尝试调整i5端16 bp index长度的策略将scATAC文库与其他文库混合后在nova 6000上进行测序，这样整个文库测序价格也能够更低（毕竟单细胞实验单个样本的测序量都不低）。

而同时实验时，scATAC的文库结构如下：

在i5端，10x barcode+spacer的长度就变成了24bp，即在测序时，我们需要将i5端index长度调整为24 bp，目前nova 6000上除非直接整条lane都来测scATAC的文库，不然只能选择其他平台进行测序，那么整个测序价格也会更昂贵。

怎么选择实验策略大家了解清楚了么？