空間轉(zhuǎn)錄組國產(chǎn)平臺之光------STOmics

hello吠勘,大家好剧防,又周四了辫樱,感覺自己什么都沒干,時間就過完了狮暑,一想起時間如此的快速,特別傷心拣展,比當初被踹還嚴重缔逛。

今天我們要繼續(xù)空間轉(zhuǎn)錄的內(nèi)容,不過今天我們需要介紹一個國產(chǎn)空間轉(zhuǎn)錄組平臺----STOmics按脚,技術(shù)文章在Large field of view-spatially resolved transcriptomics at nanoscale resolution敦冬, DNA納米球空間測序,單位是BGI堪遂,這個就不用過多介紹了吧夯缺。

目前空間轉(zhuǎn)錄組的平臺10xgenomics一家獨大(精度55um,據(jù)說今年會提高到單細胞的精度)踊兜,國產(chǎn)平臺目前有BGI的STOmics(納米級)捏境,以及百邁客剛剛發(fā)布的百創(chuàng)S1000(2.5um精度)毁葱,空間轉(zhuǎn)錄組顯然非常重要,國內(nèi)這次要吸取教訓倾剿,不能像單細胞技術(shù)一樣,被國外完全把持凛捏。

ABSTRACT:

原位基因表達的高通量分析代表了對組織復雜性的系統(tǒng)理解的重大進展。在具有足夠捕獲面積和高樣品通量的情況下應用瓶盛,將有助于定義組織和生物體中基因表達的時空動態(tài)示罗。然而,當前的技術(shù)具有相當大的瓶頸轧房,限制了廣泛的應用绍绘。在這里,結(jié)合了DNA納米球(DNB)模式的陣列芯片和原位RNA捕獲技術(shù)实辑,開發(fā)了Stereo-seq(時空增強分辨分辨率Omics測序)藻丢。這種方法可以以前所未有的(納米級)分辨率對組織切片進行高通量的轉(zhuǎn)錄組分析,其面積可擴展至厘米級残黑,高靈敏度和均一的捕獲率斋否。作為原理證明,將Stereo-seq應用于成年小鼠的大腦和E11.5和E16.5小鼠胚胎的矢狀切面疫诽。憑借其獨特的功能和對其他修飾的適應性旦委,Stereo-seq可以為組織和生物體的系統(tǒng)化空間分辨組學表征鋪平道路。

研究背景

  • 由于多細胞組織和細胞間相互作用決定了單個細胞的功能摩钙,空間分辨的轉(zhuǎn)錄組信息對于充分了解正常生理或擾動下的組織復雜性是必要的查辩。例如网持,腫瘤生態(tài)位中癌細胞长踊、免疫細胞和基質(zhì)細胞之間復雜相互作用的空間分辨轉(zhuǎn)錄組信息可能有助于改善抗癌療法

  • 空間技術(shù)分類1)physical segmentation using laser microdissection日杈;2)pre-designed targeted probes佑刷;3)DNA-barcoded probes

技術(shù)原理

目標是開發(fā)一種空間分辨的轉(zhuǎn)錄組技術(shù),該技術(shù)將已知位置的數(shù)十億個緊密排列的條形碼與大捕獲區(qū)域涨冀、高捕獲率和高再現(xiàn)性相結(jié)合麦萤。 將包含隨機條形碼序列的 DNA 納米球 (DNB) 沉積在經(jīng)過光刻蝕刻的改性硅表面(芯片)上,該表面上刻有網(wǎng)格圖案的點陣列翅帜,DNB 有效地兔靠在該陣列中,每個點的直徑約為 220 nm歼疮,中心 到中心距離為 500 或 715 nm诈唬。與bead-based的方法相比,使用通過滾環(huán)擴增生成的隨機條形碼標記的 DNB 允許更大的空間條形碼池大小 (425)赡矢,同時保持序列保真度阅仔。然后對陣列進行顯微照相,與引物一起孵育并測序以獲得包含每個蝕刻 DNB 的坐標標識 (CID) 的數(shù)據(jù)矩陣。然后梦谜,通過與 CID 雜交,將分子標識符 (MID) 和含有 polyT 序列的寡核苷酸連接在每個點上闭树。這種基于 DNB 的策略能夠以比任何其他先前方法高得多的密度生成包含條形碼探針的大型芯片报辱。下一步包括捕獲組織 polyA 尾 RNA,這是通過將新鮮的氮冷凍組織切片加載到芯片表面原位實現(xiàn)的碍现,然后進行固定、透化爽篷,最后進行逆轉(zhuǎn)錄和擴增慢睡。收集擴增的 cDNA,用作文庫制備的模板泪喊,并與 CID 一起測序髓涯。測序數(shù)據(jù)的計算分析允許空間分辨的轉(zhuǎn)錄組學具有 500 或 715 nm 的分辨率和最小的 bin 間空間,導致每 100 μm2(哺乳動物單細胞的平均大辛隼帷)的spot數(shù)量顯著高于任何其他可用方法.目前育八,在小鼠嗅球 (~11.7 mm2)、半個小鼠大腦 (~26.7 mm2) 或整個 E11.5 (~10.5 mm2) 和 E16 等組織中使用了 50实檀、100 和 200 mm2 的 Stereo-seq 芯片.5 (~76.9 mm2) 小鼠胚胎按声。值得注意的是,還開發(fā)了高達 42.25 cm2 的 DNB 圖案化陣列芯片须床,可潛在應用于大型組織渐裂,例如整個人腦組織切片。該方法稱為 Stereo-seq族阅。

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stereo-seq從復雜組織中捕獲RNA的改善

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時空組測序以前所未有的分辨率解析小鼠大腦轉(zhuǎn)錄組結(jié)構(gòu)

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stereo-seq重建發(fā)育中的小鼠胚胎的時空基因表達動態(tài)

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In summary

總之愧沟,Stereo-seq 是一種空間分辨的轉(zhuǎn)錄組技術(shù)鲤遥,具有納米級分辨率、厘米級視野芽丹、高靈敏度卜朗、最小的 bin 間空間和高 bin 到 bin 的重現(xiàn)性。這些參數(shù)都是可靠地剖析復雜組織和生物體的轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性的基礎蚊俺」渫颍基于標準的 DNB 測序方法,提高樣本通量并在短時間內(nèi)系統(tǒng)地分析來自同一組織的數(shù)百個連續(xù)載玻片相對簡單得封。這種能力對于正確理解組織中基因表達的動態(tài)和實現(xiàn) 3D 轉(zhuǎn)錄組重建的最終目標是必要的指郁。在這方面,Stereo-seq 檢索到的精確空間坐標允許不同載玻片的最佳整合疫粥,這可能無法通過使用隨機分布的珠子的技術(shù)輕松實現(xiàn)腰懂。 Stereo-seq 的其他優(yōu)化將增加基因和轉(zhuǎn)錄本的捕獲,促進在不需要 scRNA-seq 數(shù)據(jù)的情況下分配單個細胞身份和廣泛識別亞細胞轉(zhuǎn)錄組學特征慷彤。前者也可以通過對 Stereo-seq 載玻片進行免疫染色或通過與寡核苷酸標記的抗體結(jié)合用于同時檢測表面標記的蛋白質(zhì)來實現(xiàn),這些標記可以很容易地整合到 DNB 中贷屎。同樣艘虎,預計 Stereo-seq 將在 RNA 測序之外有其他應用咒吐,特別是空間分辨表觀基因組學(例如,染色質(zhì)可及性分析和 DNA 甲基化測量)和基因組測序候生。因此绽昼,通過生成全面的健康和患病身體圖譜以及進化和器官發(fā)育圖譜,Stereo-seq 及其未來的技術(shù)變化將對多個研究領(lǐng)域產(chǎn)生高度變革目溉。此外菱农,Stereo-seq 有可能進入常規(guī)臨床實踐,作為補充醫(yī)學成像和組織病理學數(shù)據(jù)的非凡診斷工具陷猫。

model

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當然了,報告就展示一部分吧嫂粟,空間轉(zhuǎn)錄組的分析,我已經(jīng)分享了很多了忘蟹,希望大家可以多多學習和交流搁凸,期待國產(chǎn)平臺的崛起。

生活很好褥芒,有你更好

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