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原創(chuàng)?小果?生信果

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生信人R語(yǔ)言學(xué)習(xí)必備

立刻擁有一個(gè)Rstudio賬號(hào)

開啟升級(jí)模式吧

（56線程，256G內(nèi)存，個(gè)人存儲(chǔ)1T）

在這個(gè)測(cè)序技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，DNA和RNA測(cè)序已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)室中司空見慣的技術(shù)。但是，如果要說(shuō)哪個(gè)實(shí)驗(yàn)最受歡迎，那肯定非單細(xì)胞RNA測(cè)序莫屬啦！

自scRNA于2013年被《Nature Methods》評(píng)為年度技術(shù)以來(lái)，scRNA發(fā)文量正逐年遞增，受到越來(lái)越多實(shí)驗(yàn)室的青睞。那么接下來(lái)，跟著小果學(xué)習(xí)scRNA吧

首先跟著小果來(lái)學(xué)習(xí)scRNA的用途。我們生物狗以前通常使用RNA測(cè)序（RNA-seq）來(lái)檢測(cè)樣本中的所有RNA轉(zhuǎn)錄本，分析基因表達(dá)情況。但是問題是，這種測(cè)序通常是對(duì)組織樣本或者細(xì)胞群進(jìn)行的，這樣可能掩蓋了不同細(xì)胞之間的差異。

單細(xì)胞RNA-seq技術(shù)能夠獨(dú)立地檢測(cè)每個(gè)細(xì)胞的RNA表達(dá)情況，即使是遺傳上相同的細(xì)胞，在相同環(huán)境下也可能表現(xiàn)出不同的基因和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，這可能導(dǎo)致一些細(xì)胞產(chǎn)生抗藥性。單細(xì)胞RNA-seq技術(shù)就可以發(fā)現(xiàn)這些稀有的變異細(xì)胞。

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實(shí)驗(yàn)方法

?在以往的RNA-seq中，常使用bulk RNA-seq進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，該方法可以探索不同條件之間基因表達(dá)的差異（正常組和對(duì)照組），但是無(wú)法捕捉細(xì)胞水平的差異，如下圖所示，bulk RNA-seq無(wú)法正確的檢測(cè)geneA和geneB之間的相關(guān)性，而scRNA-seq則可以正確的對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分組，檢測(cè)geneA與geneB之間的關(guān)聯(lián)。

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雖然scRNA-seq能捕獲細(xì)胞水平的表達(dá)，但是也具有以下缺點(diǎn)：

1、?數(shù)據(jù)量大

ScRNA-seq需要捕捉單個(gè)細(xì)胞的表達(dá)，相較于常規(guī)RNA-seq數(shù)據(jù)量大得多，需要更多算力、內(nèi)存、存儲(chǔ)空間、時(shí)間來(lái)進(jìn)行分析

2、?單個(gè)細(xì)胞測(cè)序深度較低

由于scRNA-seq使用的液滴測(cè)序法，其測(cè)序深度較低，通常單個(gè)細(xì)胞的覆蓋率僅10%至50%。這可能導(dǎo)致大量基因在細(xì)胞中檢測(cè)不到。

3、?樣品的不可控性

Biological variation可能導(dǎo)致細(xì)胞之間的基因表達(dá)與實(shí)際的生物細(xì)胞類型/狀態(tài)更相似或不同，這可能會(huì)掩蓋細(xì)胞類型的身份。biological variation的來(lái)源包括：

Transcriptional bursting：并非所有基因都在持續(xù)轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞的采集時(shí)間將決定每個(gè)細(xì)胞中基因是表達(dá)還是沉默。

Varying rates of RNA processing：不同的RNA加工的速度不同。

Temporal changes：不斷變化的細(xì)胞過(guò)程，如細(xì)胞周期，會(huì)影響單個(gè)細(xì)胞的基因表達(dá)譜。

盡管scRNA-seq存在各種問題，但它仍是一種功能強(qiáng)大且具有較高分辨率的方法，適合用于分析單細(xì)胞水平的基因表達(dá)。針對(duì)scRNA-seq的各種問題，也演化出了單細(xì)胞核測(cè)序等方法?？偠灾?，scRNA-seq是一項(xiàng)極具前景的單細(xì)胞水平的測(cè)序技術(shù)。

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