一种基于液滴微流控的高通量单细菌细胞RNA测序法介绍
单细胞rna测序（scrna-seq）方法自2005年创立以来，已广泛应用于真核生物领域。目前流行的基于液滴的scrna-seq系统（如10× genomics chromium平台）的关键策略是利用液滴微流控技术将单细胞与唯一的dna条形编码珠子共同封装在液滴中，随后由珠子上数十亿份唯一的条形编码poly(t)引物捕获多聚腺苷酸化的mrna。
然而，这种策略与细菌的单细胞rna测序并不兼容。其中一个主要原因是细菌mrna缺乏3′端poly(a)尾部，而这正是poly(t)引物的捕获位点。此外，典型细菌的rna含量比典型哺乳动物细胞低两个数量级，核糖体rna（rrna）占细菌总rna的80%以上，这使得在单个细菌细胞水平上有效捕获和区分这些低含量mrna变得十分困难，坚韧的细胞壁也使细菌难以裂解并释放液滴中的rna。
为了解决这些问题，人们开发了一些相对低通量的单细菌rna测序方法，这些方法需要使用单细胞操纵器或荧光激活细胞分选术（facs）将单细菌分离到多孔板中。之前开发的两种细菌rna测序方法“petri-seq”和 “microsplit”使用随机反转录（rt）引物，使研究人员能够通过分割池条形码策略同时分析数千个固定细菌，这极大地增强了大规模研究细菌群落转录组异质性的能力。然而，这种组合式分裂池条形码策略需要在96孔板中进行多次反应，而96孔板并不是高通量单细胞rna测序的常用或灵敏平台。此外，即使富集了mrna，petri-seq和microsplit中的大部分映射读数也是rrna，这导致了相当高的测序成本。
为了解决上述问题，近期，浙江大学王永成研究员课题组在nature communications杂志上发表了题为“droplet-based high-throughput single microbe rna sequencing by smrandom-seq”的研究论文，报告了一种基于液滴的高通量单细菌rna测序方法“smrandom-seq”。
在这项工作中，研究人员利用随机引物原位生成互补dna（cdna），利用液滴微流控技术进行单细菌条形码编码，并利用基于crispr的rrna去除法进行mrna富集，在此基础上开发了一种高通量、高灵敏度的单细菌rna测序方法“smrandom-seq”。
图1 基于液滴微流控的smrandom-seq测序方法
smrandom-seq具有条形码效率高、物种特异性高（99%）、交叉污染小（1.6%）和自动化能力强等特点。基于crispr的rrna去除法显著降低了rrna百分比（83%-32%）。由于高效的rrna去除法，大肠杆菌的映射mrna读数高度富集，增加了4倍（16%-63%）。在约8000个大肠杆菌群体中，每个细菌可检测到约1000个基因。研究人员还验证了smrandom-seq可用于其他常见细菌物种，包括革兰氏阴性菌（鲍曼不动杆菌、肺炎双球菌和铜绿假单胞菌）和革兰氏阳性菌（枯草杆菌和金黄色葡萄球菌）。
图2 使用参考细菌样本验证smrandom-seq测序方法的可行性
研究人员还发现大肠杆菌群在抗生素作用下表现出形态异质性，并进行 smrandom-seq以研究单个细菌的这些转录组变化，smrandom-seq对基因表达的聚类分析结果与形态特征一致。大肠杆菌的一些亚群显示出不同的sos响应和代谢通路基因表达模式，这可能是抗生素耐药亚群。
图3 利用smrandom-seq测序方法捕获单个大肠杆菌在抗生素胁迫下的转录组变化
总之，“smrandom-seq”测序方法提供了一种高通量单细菌转录组图谱分析工具，它将促进未来在细菌耐药性、持久性、细菌-宿主相互作用和微生物组研究方面的发现。
联想S5Pro将配备四个后置AI摄像头 碰瓷华为Mate20Pro？
USB 3.0标准尺寸结构图
三星电子计划投入巨大资金来发展芯片制造业
安提瓜巴布达已接受加密货币付款来修改公民身份
首款纯电汽车问界M5 EV发布！华为Mate 50系列发布会，都有哪些创新技术？
一种基于液滴微流控的高通量单细菌细胞RNA测序法介绍
iPhone SE3将配备5.4寸OLED屏幕
燃气表脉动流误差双标准检测系统的设计
svpwm脉宽调制方法原理 svpwm与动量轮怎么融合
如何借助RFID技术解决家具防伪问题
BSQUARE针对OMAP35x处理器推出全新3G开发套件
如何选择合适的物联网设备供应商?
如何判断能否使用6引脚MCU
RS Components为工程师和学生推出树莓派易焊原型开发板
顶级性能+超牛双摄!荣耀9横空来袭,荣耀8退出颜值帝头衔?荣耀8和荣耀9区别评测对比
滚珠花键轴加工方法，你了解了吗？
复旦大学：新型功能介孔材料助力智能传感器变革
ACF与AHB反激变换器的优缺点对比
0603封装 88种感值 每种感值20片 贴片电感盒
Genesis推出支持WSXGA+和UXGA的LCD控制器
然而，这种策略与细菌的单细胞rna测序并不兼容。其中一个主要原因是细菌mrna缺乏3′端poly(a)尾部，而这正是poly(t)引物的捕获位点。此外，典型细菌的rna含量比典型哺乳动物细胞低两个数量级，核糖体rna（rrna）占细菌总rna的80%以上，这使得在单个细菌细胞水平上有效捕获和区分这些低含量mrna变得十分困难，坚韧的细胞壁也使细菌难以裂解并释放液滴中的rna。
为了解决这些问题，人们开发了一些相对低通量的单细菌rna测序方法，这些方法需要使用单细胞操纵器或荧光激活细胞分选术（facs）将单细菌分离到多孔板中。之前开发的两种细菌rna测序方法“petri-seq”和 “microsplit”使用随机反转录（rt）引物，使研究人员能够通过分割池条形码策略同时分析数千个固定细菌，这极大地增强了大规模研究细菌群落转录组异质性的能力。然而，这种组合式分裂池条形码策略需要在96孔板中进行多次反应，而96孔板并不是高通量单细胞rna测序的常用或灵敏平台。此外，即使富集了mrna，petri-seq和microsplit中的大部分映射读数也是rrna，这导致了相当高的测序成本。
为了解决上述问题，近期，浙江大学王永成研究员课题组在nature communications杂志上发表了题为“droplet-based high-throughput single microbe rna sequencing by smrandom-seq”的研究论文，报告了一种基于液滴的高通量单细菌rna测序方法“smrandom-seq”。
在这项工作中，研究人员利用随机引物原位生成互补dna（cdna），利用液滴微流控技术进行单细菌条形码编码，并利用基于crispr的rrna去除法进行mrna富集，在此基础上开发了一种高通量、高灵敏度的单细菌rna测序方法“smrandom-seq”。
图1 基于液滴微流控的smrandom-seq测序方法
smrandom-seq具有条形码效率高、物种特异性高（99%）、交叉污染小（1.6%）和自动化能力强等特点。基于crispr的rrna去除法显著降低了rrna百分比（83%-32%）。由于高效的rrna去除法，大肠杆菌的映射mrna读数高度富集，增加了4倍（16%-63%）。在约8000个大肠杆菌群体中，每个细菌可检测到约1000个基因。研究人员还验证了smrandom-seq可用于其他常见细菌物种，包括革兰氏阴性菌（鲍曼不动杆菌、肺炎双球菌和铜绿假单胞菌）和革兰氏阳性菌（枯草杆菌和金黄色葡萄球菌）。
图2 使用参考细菌样本验证smrandom-seq测序方法的可行性
研究人员还发现大肠杆菌群在抗生素作用下表现出形态异质性，并进行 smrandom-seq以研究单个细菌的这些转录组变化，smrandom-seq对基因表达的聚类分析结果与形态特征一致。大肠杆菌的一些亚群显示出不同的sos响应和代谢通路基因表达模式，这可能是抗生素耐药亚群。
图3 利用smrandom-seq测序方法捕获单个大肠杆菌在抗生素胁迫下的转录组变化
总之，“smrandom-seq”测序方法提供了一种高通量单细菌转录组图谱分析工具，它将促进未来在细菌耐药性、持久性、细菌-宿主相互作用和微生物组研究方面的发现。
联想S5Pro将配备四个后置AI摄像头 碰瓷华为Mate20Pro？
USB 3.0标准尺寸结构图
三星电子计划投入巨大资金来发展芯片制造业
安提瓜巴布达已接受加密货币付款来修改公民身份
首款纯电汽车问界M5 EV发布！华为Mate 50系列发布会，都有哪些创新技术？
一种基于液滴微流控的高通量单细菌细胞RNA测序法介绍
iPhone SE3将配备5.4寸OLED屏幕
燃气表脉动流误差双标准检测系统的设计
svpwm脉宽调制方法原理 svpwm与动量轮怎么融合
如何借助RFID技术解决家具防伪问题
BSQUARE针对OMAP35x处理器推出全新3G开发套件
如何选择合适的物联网设备供应商?
如何判断能否使用6引脚MCU
RS Components为工程师和学生推出树莓派易焊原型开发板
顶级性能+超牛双摄!荣耀9横空来袭,荣耀8退出颜值帝头衔?荣耀8和荣耀9区别评测对比
滚珠花键轴加工方法，你了解了吗？
复旦大学：新型功能介孔材料助力智能传感器变革
ACF与AHB反激变换器的优缺点对比
0603封装 88种感值 每种感值20片 贴片电感盒
Genesis推出支持WSXGA+和UXGA的LCD控制器