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单细胞ATAC测序

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  单细胞测序是近年来热门的技术之一。其中单细胞ATAC-seq就是从单细胞水平上研究染色质开放性,主要用于转录调控序列的检测,结合单细胞RNA-seq,便可以分析出基因组中所有活跃转录的调控序列。该技术已经被广泛应用于多个研究领域,例如:肿瘤异质性研究、基因调控网络分析、细胞谱系示踪、生物标记物发现等。

  ATAC-Seq(Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughput sequencing)主要利用Tn5转座酶,对某种特定时空下开放的核染色质区域进行切割,然后添加引物进行高通量测序,进而获得在该特定时空下基因组中所有活跃转录的调控序列。

 

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ATAC-Seq原理图

 

  单细胞ATAC-Seq技术依托10x Genomics平台核心的微流控技术,将序列标签区分群体中不同细胞的特征与ATAC-Seq技术相结合,从而为成千上万个单细胞构建染色质可接近性图谱。

 

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10x Genomics单细胞ATAC-Seq原理图

 

  样本类型

  组织、单细胞悬液、细胞核悬液等;

 

  实验流程

 

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10x Genomics单细胞ATAC-Seq实验流程

 

  应用方向

  a.研究细胞异质性;

  b.探索生物标志物;

  c.定义细胞类型;

  d.构建基因调控网络。

 

  产品优势

  a.可检测单细胞转录调控区域中的开放染色质;

  b.每个通道可容纳500~10000个细胞核;

  c.细胞核捕获率高达65%;

  d.适用于细胞系、原代细胞、新鲜和冻存样本的研究;

  e.运用10x官方软件,可对单细胞基因调控进行精细化分析。

  案例一  scATAC-seq揭示人类免疫细胞发育和肿瘤内T细胞衰竭机制

  美国斯坦福大学研究团队研究利用10x Genomics单细胞ATAC-seq技术,绘制来自血液、基底细胞癌组织的200,000多个单细胞的染色质可及性图谱。

  文章进一步对来源于16个健康人外周血及骨髓细胞的63,882个细胞核样本进行单细胞ATAC测序分析,基于染色质开放程度,鉴定出31个细胞亚群,并深入探索了免疫细胞谱系的调控轨迹。

 

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基于单细胞ATAC-seq数据的聚类分析

 

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基于单细胞ATAC-seq的免疫细胞谱系调控轨迹图

 

  此外,研究团队还对在PD-1阻断免疫疗法前后采集的基底细胞癌患者的原发性肿瘤活检样本进行了检测,通过分析37,818个细胞的ATAC-seq数据,发现来源于不同患者的基质细胞、免疫细胞基本聚到一起,而肿瘤细胞的分群则表现出明显的异质性。

 

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基于单细胞ATAC-seq的聚类图

  在PD-1阻断免疫疗法后,对治疗有反应的患者中呈现出两种T细胞亚群(TEx细胞和Tfh细胞)的扩张,且比例相当,暗示这两种细胞类型在PD-1阻断后,其分化过程可能处于一致的调控模式。

 

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基于单细胞ATAC-seq的T细胞聚类图

 

Reference:Satpathy Ansuman T, Granja Jeffrey M, Yost Kathryn E., et al. Massively parallel single-cell chromatin landscapes of human immune cell development and intratumoral T cell exhaustion[J]. Nat. Biotechnol., 2019, 37: 925-936.

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细胞分群图

 

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单细胞分辨率下的特征开放染色质谱

细胞类型:细胞系、PBMC、新鲜组织;

细胞来源:血液提取、磁珠富集、流式分选、组织解离;

细胞数目:1x105 cells/sample

运 输:2~8℃低温冷藏运输。

如客户需要,可提供上门服务。

具体的送样相关的信息详见《武汉生物样本库单细胞测序送样须知》。附:

 

     

  Q1:Tn5酶对细胞核进行预处理后,再形成微滴,是否会出现交叉污染?

  答: 不会,因为每个细胞核有核膜包裹,相当于独立个体,等同于单细胞处理方式,形成油包水小液滴。

  Q2:为什么要提前进行细胞核提取?

  答:因为Tn5酶不能进入细胞膜,所以需要对细胞核进行单独提取,这样Tn5酶可以通过细胞核的核膜对染色质开放区域进行切割,从而进行后续实验。

  Q3:可以进行motif分析吗?

  答:可以,包括鉴定和预测。

  Q4:ATAC-seq与ChIP-seq等其他表观遗传方法相比如何?

  答:ATAC-seq能够捕获所有的开放染色质区域,而不仅仅是那些与特定因子结合的区域。这是一种无偏的方法,能够寻找样本内的表观遗传变化。对于具有已知序列结合基序的蛋白质,附带的软件可以逐个细胞地识别在开放染色质中富集的那些基序。

  • 武汉生物样本库单细胞测序送样须知

    武汉生物样本库单细胞测序送样须知
    文件大小: 360KB 发布时间: 2022-03-10
2022-03-10 17:58:00
发布时间:2022-03-10

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