转录组学

从RNA水平研究基因转录和表达调控规律

SMART seq

1、技术简介

        Smart-seq2是一种在全转录组范围进行单细胞RNA测序的方法.
         该方法由Smart-seq改良而来。Smart-seq2与目前最主流的10x Genomics单细胞转录组测序技术在技术层面是一致的,都是对单细胞水平下的转录组进行测序,但两技术所得的测序结果则各有特点。
         该检测技术的开展具有很高的灵活性,可以对未知mRNA序列的样品进行检测,且最低支持单个细胞或最低10pg的RNA总量为模板。检测的覆盖率与灵敏度达到检测到转录因子等低丰度基因的标准。在单细胞水平下进行的高精度的全长mRNA测序,使研究者能够在单细胞水平进行基因表达检测、差异分析、可变剪接、融合基因等遗传调控信息分析,从而达到分析细胞类型、状态和谱系,对细胞异质性和转录调控机制等进行更深层次的探究。

2、技术流程

        Smart-seq2的基本实验流程包括单细胞分选、反转录(第一链合成)、模板置换(第二链合成)、cDNA扩增、文库构建、上机测序以及生信分析的过程。
         (1)先使用流式细胞仪或者显微切割等方法获取单细胞并置于微孔板中,然后进行细胞裂解。
         (2)在裂解液中加入含有oligo(dT)的引物反转录合成cDNA。
         (3)成过程中,逆转录酶在达到mRNA 5’末端时碰到真核mRNA特有的帽子结构,会连续在末端添加几个胞嘧啶,生成第一条链
         (4)添加含有oligo(dG)的引物并退火,结合在第一条链的3’端与poly(C)杂交,合成第二条链。
         (5)得到的cDNA经过PCR扩增,即可获得ng级的DNA,再利用改造后的高活性Tn5转座酶对DNA进行打断,同时将接头添加到cDNA的两端已进行标记。
         (6)标记完成后的DNA片段通常在200-600 bp。然后再进行最后一次PCR扩增后,即可上机测序。

3、部分结果展示

reads密度分布图
基因表达值密度图