走進(jìn)單細(xì)胞10X genomics

了解什么是UMI媚值,什么是barcode,再做分析之前护糖,知道他們是在測(cè)序中引入褥芒,了解為什么引入即可。

看個(gè)簡介的視頻吧

從了解10X genomics開始
陳巍學(xué)基因:http://www.iqiyi.com/w_19rvim699t.html嫡良,內(nèi)容大致如下:

10X 芯片測(cè)序

每一列孔對(duì)應(yīng)一個(gè)樣本
1:放樣本序列
2:放預(yù)制微珠(gel beads)
3:放油的(油包裹)
最上面:是在做好乳濁液后锰扶,回收乳濁液的孔

它可以做兩個(gè)事情:

  • 第一件事情是可以做一群細(xì)胞當(dāng)中,每個(gè)單細(xì)胞的RNA表達(dá)情況的定量分析
  • 第二件事情是可以做染色體的單倍體長片段的組裝

解決問題:搞清楚數(shù)量較大的一群細(xì)胞皆刺,比如說幾千個(gè)細(xì)胞當(dāng)中每個(gè)細(xì)胞的mRNA表達(dá)分別有什么特征以及這些細(xì)胞按mRNA的表達(dá)特征來分少辣,大致可以分成哪幾類。

微珠上引物的設(shè)計(jì):

image.png

每個(gè)凝膠微珠上羡蛾,種上特定的DNA片段漓帅,分為幾段DNA序列

  • 第一段序列:16nt的barcode,一共有400百萬種barcode,一個(gè)微珠對(duì)應(yīng)于一種barcode忙干。通過這400百萬個(gè)barcode器予,可以吧凝膠為主給區(qū)分開。

  • 第二段序列:UMI序列捐迫,“unique multiplex index”的簡稱乾翔,是一段隨機(jī)序列,也就是說每一個(gè)DNA分子(后面會(huì)被oligodt pcr上于最后面)施戴,都有自己的UMI序列反浓。10個(gè)堿基長的UMI,有100萬種序列的變化(4的10次方=1048,,576).作用:經(jīng)過PCR赞哗,在深度測(cè)序得到的reads雷则,可以看出哪些reads是來自于一個(gè)原始的cDNA分子的,這樣就可以把起源于同一個(gè)cDNA分子的肪笋。因?yàn)镻CR擴(kuò)增會(huì)產(chǎn)生的多個(gè)reads月劈,簡并成一個(gè)原始的cDNA分子,也就是說可以排除各種cDNA藤乙,因?yàn)镻CR擴(kuò)增效率的不同而導(dǎo)致最后reads數(shù)量的偏差猜揪,也就是排除PCR bias。

可以這樣理解:barcode是每個(gè)凝膠微珠的身份證號(hào)碼坛梁;UMI是每個(gè)DNA標(biāo)簽分子的身份證號(hào)碼

  • UMI后面是ploy dt序列而姐,作用:與mRNA的poly(A)尾巴結(jié)合,作為逆轉(zhuǎn)錄的引物罚勾,逆轉(zhuǎn)錄出cDNA來
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細(xì)胞混懸液(第一個(gè)十字的箭頭進(jìn)入的就是細(xì)胞液)在第一個(gè)十字交叉口毅人,與凝膠微珠(原始的離心管的就是凝膠微珠)混合到一起,然后進(jìn)入第二個(gè)十字交叉口尖殃,油相在這個(gè)十字交叉口加入進(jìn)來,油把凝膠微珠和細(xì)胞混懸液包裹成一個(gè)又一個(gè)的油包水的小液滴划煮。這樣送丰,小液滴里面是水相,外面是油相弛秋。


小微滴.png

白色圈圈就是細(xì)胞器躏,其他顏色的就是微珠。有的小液滴包含細(xì)胞蟹略,有的包含兩個(gè)細(xì)胞(最下面的綠色凝珠)登失,大部分的細(xì)胞會(huì)被分配到一個(gè)小液滴當(dāng)中。細(xì)胞混懸液中約65%的細(xì)胞挖炬,會(huì)被包到有微珠的小液滴當(dāng)中

做測(cè)序文庫

在得到乳濁液之后揽浙,接下來吧細(xì)胞膜破掉,讓細(xì)胞當(dāng)中的mRNA游離出來。

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也就是和逆轉(zhuǎn)錄酶馅巷、結(jié)合在凝膠微珠上的核酸引物膛虫、dNTP底物相接觸,接著發(fā)送逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)钓猬,mRNA與凝膠微珠上帶標(biāo)簽的DNA分子相結(jié)合稍刀,逆轉(zhuǎn)錄酶作用下,逆轉(zhuǎn)錄出cDNA來敞曹。


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還會(huì)攜帶各自特定的UMI標(biāo)簽
有barcode和UMI序列:可以把這個(gè)cDNA分子就與其他的cDNA分子區(qū)分開账月。

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文庫

測(cè)序

一次測(cè)序幾百-幾千個(gè)細(xì)胞(可能現(xiàn)在更多個(gè)),barcode種類400萬種澳迫,所以大部分細(xì)胞捶障,一個(gè)細(xì)胞對(duì)應(yīng)一個(gè)barcode。通過barcode拆分?jǐn)?shù)據(jù)纲刀,可以吧測(cè)序得到的reads歸屬到一個(gè)一個(gè)細(xì)胞项炼。

image.png

這種情況下,這幾個(gè)細(xì)胞的reads就混合成了一個(gè)pool示绊,為減少pool形成锭部,在做細(xì)胞混懸液的時(shí)候,就要控制原始的細(xì)胞數(shù)面褐,經(jīng)驗(yàn)值是:一個(gè)樣本的細(xì)胞混懸液中細(xì)胞數(shù)控制在1W以下為好拌禾。


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原始reads越多,則被測(cè)到的基因數(shù)也會(huì)越多展哭。


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也就是被讀到的基因數(shù)量的增加進(jìn)入平臺(tái)期湃窍。


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平均一個(gè)細(xì)胞的一個(gè)gene有10個(gè)左右的UMI,就可以對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分析匪傍,一個(gè)細(xì)胞一個(gè)基因表達(dá)量的多少您市,就是衡量這個(gè)細(xì)胞的一個(gè)維度,幾千個(gè)被測(cè)到的基因的表達(dá)量役衡,也就是形成幾千個(gè)維度茵休。
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以上是對(duì)10X genomics系統(tǒng)對(duì)單細(xì)胞 RNA表達(dá)量分子工作的一個(gè)簡要介紹

其他資料:

10x Genomics平臺(tái)介紹:http://www.berrygenomics.com/tech-services/10x-genomics-e5-b9-b3-e5-8f-b0-2/10x-genomics-e5-b9-b3-e5-8f-b0/

技術(shù)原理.png

應(yīng)用.png


linux命令的復(fù)習(xí)視頻:
linux視頻:http://www.iqiyi.com/w_19rudlo7vt.html?pltfm=11&pos=title&flashvars=videoIsFromQidan%3Ditemviewclk_a#vfrm=5-6-0-1&vfrm=pcw_home&vfrmblk=A&vfrmrst=712211_history_button

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