高通量空間轉錄組學數據的處理和分析需要新穎的方法和工具支撐,尤其是在預處理、scRNA-seq 數據的空間重構、基于微陣列數據的細胞類型去卷積、空間高變基因的識別、細胞間相互作用的推導等。scRNA-seq 技術的進步啟發(fā)了利用高分辨率轉錄組定量分析與空間轉錄組學數據的互補性質的新方法。對于未進行轉錄組測序的 smFISH 和 ISS 數據,可通過 scRNA-seq 數據估算空間數據中未分析的基因的表達模式。此外,“空間轉錄組學”這一術語的變體,也用于描述將轉錄本定位到細胞器的技術(例如 APEX-seq),盡管該技術沒有記錄任何空間坐標。了解空間轉錄組樣本準備注意事項。湖南空間轉錄組有什么用
空間轉錄組的一般流程。將準備好的新鮮冷凍組織切片放置于空間轉錄組芯片上。每個細胞中的RNA分子都包含著基因表達的信息。組織切片成像,以檢索組織學信息。這樣就可以看到一個細胞或一組細胞在組織中的位置??臻g轉錄組芯片上含有上千個捕獲的spot,這些捕獲探針的 Poly-T 尾可以結合RNA分子的 Poly-A 尾。這些陣列的排列順序就像一個棋盤,帶有相同身份條形碼(barcode)的探測位于同一個正方形中。這樣就可以確定每個捕獲探針及其結合RNA的來源。組織切片固定。該芯片包含一個與組織切片一起成像的視覺可檢測框架。遼寧應用空間轉錄組10X Visium空間轉錄組的實驗主要分為兩部分:組織學板塊和組學板塊。
空間轉錄組的方法和技術有哪些?廣義上講,現有的生成空間分辨轉錄組學的方法可分為四類:用于空間重建的計算策略和組學實驗的組合,使用激光捕獲顯微切割(LCM)結合高通量進行直接測量,使用熒光物質的基于圖像的原位轉錄組學 ,以及基于寡核苷酸的空間條形碼再加上高通量。每種方法都有其優(yōu)點和缺點??臻g重構的計算策略:這種計算方法可以充分利用內在基因表達模式或共表達的趨勢,從單個細胞的大量轉錄組數據中重構細胞間的環(huán)境。然而,這些推論方法在某些情況下*呈現空間趨勢或特定組織的總體布局?;贚CM的方法:基于LCM的轉錄組學或基因組學成功地獲得了單個細胞的空間轉錄組,盡管其通量很低,但是在可以標記成千上萬個單個細胞位置的多路復用條形碼策略可行之前,將少量細胞的數據粗略地整合到構成***的巨大背景中,可能具有一定價值?;趫D像的原位轉錄組學:基于圖像的原位轉錄組學在很大程度上增加了可檢測區(qū)域,但也存在一些問題,例如幾種smFISH方法很難從包括信號干擾、轉錄本積累等復雜背景中提取單個細胞。空間條形碼加高通量:費用較高且無法在單個細胞中獲得轉錄組。
如果只是通過空間轉錄組或者單細胞轉錄組,研究人員在兩個樣本中均可以發(fā)現淋巴細胞相關基因或者淋巴細胞群,無法解釋兩個樣本預后之間的差異。但是通過空間轉錄組,就能很清晰看到兩個樣本之間的差異。作者借助空間轉錄組測序技術探究人類心臟在發(fā)育過程中的基因表達特征和細胞圖譜變化,發(fā)現對于每個發(fā)育階段的不同解剖區(qū)域,都有獨特的基因表達特征。結合單細胞轉錄組測序技術,作者進一步確定和豐富了胚胎心臟基因表達的空間注釋信息。 許多當前時代空間轉錄組技術的基礎都是在自七十年代以來的幾十年間建立的。
盡管前傳時代的空間技術被迅速棄用,但其思想和方法是當今時代空間轉錄組學發(fā)展的基礎。在過去的 5 年中,隨著眾多新技術的出現和 10x 公司 Visium 技術解決方案的商業(yè)化普及,該領域得到了快速的發(fā)展。一、實驗技術有待改進。我們可以做更多的事情來改善實驗技術。例如 組織切片技術的發(fā)展、 smFISH 和 ISS 技術的實驗技術優(yōu)化、高效率的計算工具實現真正的 3D 空間轉錄組或者空間時序轉錄組等。二,數據庫的建立。盡管當前空間轉錄組的數據在快速地增長,但尚未有對應的數據庫來對這些數據進行匯總集成。通過空間轉錄組技術可獲取組織中具體的位置轉錄信息,為研究和診斷提供有效數據支撐。浙江歐易生物空間轉錄組應用
除大腦以外的其他***的技術現代化,將為開發(fā)有用的空間轉錄組學地圖集提供廣闊的前景。湖南空間轉錄組有什么用
空間轉錄組是在組織原位檢測基因表達的一種技術,與bulk RNA-seq或單細胞轉錄組測序相比,空間轉錄組避免了組織中細胞位置信息的丟失,使得我們在檢測基因表達的同時獲得基因在組織內部的空間位置信息。正是由于空間轉錄組可以從多維度解析生物學過程的特點,近年來關于空間轉錄組無論是在技術開發(fā),還是大規(guī)模應用或商業(yè)化,都得到蓬勃發(fā)展。例如2019年4月,Science發(fā)文通過空間轉錄組揭示ALS(肌萎縮側索硬化癥,又稱漸凍癥)分子病理的時空動態(tài);2019年8月,Nature在線發(fā)表了景乃禾團隊解析小鼠早期胚胎細胞的時空表達數據;2020年9月,Cell上發(fā)表了一篇利用空間轉錄組解析人鱗狀細胞*的文章;2021年1月,Science發(fā)表了將組織擴展和原位RNA測序結合起來的新型空間轉錄組技術ExSeq;2021年4月,10x Genomics公司宣布了新一代FFPE空間轉錄組商業(yè)化解決方案。湖南空間轉錄組有什么用
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