談起單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序就不得不提到北京大學(xué)湯富酬教授,2009年,湯富酬老師在博士后期間發(fā)表了世界上第一篇單細(xì)胞mRNA測(cè)序的文章“mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell”,自此正式拉開(kāi)了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的大門(mén)。下面我們來(lái)回顧一下湯富酬在這篇文章中提出的方法。
emulsion PCR 乳液PCR的最大優(yōu)勢(shì)就是能夠讓低濃度DNA在獨(dú)立反應(yīng)空間,經(jīng)過(guò)大量PCR循環(huán)使目的片段呈指數(shù)擴(kuò)增,而沒(méi)有其他的競(jìng)爭(zhēng)性或污染性序列的影響。其關(guān)鍵技術(shù)是“注水到油”(水包油),基本過(guò)程是在PCR反應(yīng)前,將包含PCR所有反應(yīng)成分的水溶液注入到高速旋轉(zhuǎn)的礦物油表面,水溶液瞬間形成無(wú)數(shù)個(gè)被礦物油包裹的小水滴。這些小水滴就構(gòu)成了獨(dú)立的PCR反應(yīng)空間。理想狀態(tài)下,每個(gè)小水滴只含一個(gè)DNA模板和一個(gè)磁珠。這些被小水滴包被的磁珠表面含有與接頭互補(bǔ)的DNA序列,因此這些單鏈DNA序列能夠特異地結(jié)合在磁珠上。同時(shí)孵育體系中含有PCR反應(yīng)試劑,所以保證了每個(gè)與磁珠結(jié)合的小片段都能獨(dú)立進(jìn)行PCR擴(kuò)增,并且擴(kuò)增產(chǎn)物仍可以結(jié)合到磁珠上。當(dāng)反應(yīng)完成后,可以破壞孵育體系并將帶有DNA的磁珠富集下來(lái)。經(jīng)過(guò)反應(yīng),DNA模板的拷貝數(shù)量呈指數(shù)擴(kuò)增,每個(gè)小片段都將被擴(kuò)增約幾百萬(wàn)倍,從而達(dá)到測(cè)序所要求的DNA量。 |
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