分类: 时空组学

空间转录组测序和普通测序的区别

传统的普通转录组测序,即bulk RNA-seq,无法解析组织中每个细胞的表达谱,得到是大量多种细胞混合在一起的整体表达谱,对于组织中细胞异质性无能为力。单细胞转录组测序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术的产生,尤其是像10X genomics等高通量单细胞转录组测序技术发展,使得我们能够获取组织内每个细胞的表达情况,从而解析组织内细胞异质性;但scRNA-seq测序前的组织解离导致空间信息丢失,从而限制了我们对组织中细胞相互作用和空间分布的理解;

但是这些技术遗憾地丢失了基因表达的空间信息,而基因表达的空间特异性对于组织正常行使功能非常重要。因此,科学家们发明了空间转录组测序技术(spatial transcriptomics, ST),来解析组织中基因表达的空间异质性,比如10X Visium空间转录组测序技术。10X Visium将组织切片与转录组测序结合,实现空间信息和转录本信息的获取,添加基因表达空间分布信息,进一步提高组织内部分辨率。

10X Visium空间转录组测序技术原理

10X Visium平台空间转录组用于文库构建的每张载玻片上有四个捕获区域,每个捕获区域的大小为6.5×6.5mm,包含约5000个被条形码标记的spot(barcoded spots),每个spot的直径为55 μm,spot和spot之间中心的距离为100 μm,并且每个spot都有一个唯一的barcode序列。每个spot上的条形码都由4部分组成,truseq read1测序通用引物、spatial barcode、UMI(uniuqe molecular identifier)和poly(dT),其中所有spot的truseq read1测序通用引物都一样,每个spot的spatial barcode都与其他spot不同,用于识别空间位置,UMI用于校正PCR扩增偏好,poly(dT)用于和mRNA的polyA尾巴相结合捕获mRNA。

组织切片的细胞中会释放出mRNA,迁移到每个spot的mRNA会被标记上相应的barcode序列,然后进行文库构建并进行测序。

最后,根据数据的条形码信息对数据进行分析,以确定哪些数据来自哪个位置,从而实现空间基因表达的可视化。

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