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記者近日從廈門大學(xué)獲悉，該校化學(xué)化工學(xué)院楊朝勇教授和嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室張惠敏副研究員團(tuán)隊(duì)在單細(xì)胞全基因組測(cè)序領(lǐng)域取得重要突破，相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》。
據(jù)介紹，拷貝數(shù)變異（copy number variation，CNV）在許多疾病的發(fā)生和發(fā)展研究中扮演重要的角色。在腫瘤研究中，拷貝數(shù)變異可形成獨(dú)特的“基因指紋”，用于推斷腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，并對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移進(jìn)程進(jìn)行追蹤。單細(xì)胞拷貝數(shù)變異計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，依賴于單細(xì)胞基因組擴(kuò)增的保真度。
目前，絕大部分單細(xì)胞全基因組測(cè)序都需要通過(guò)全基因組擴(kuò)增技術(shù)，擴(kuò)增單細(xì)胞的基因組DNA，以產(chǎn)生足夠的核酸模板用于測(cè)序文庫(kù)的構(gòu)建。然而，預(yù)擴(kuò)增通常存在偏置性高、隨機(jī)性強(qiáng)等問(wèn)題，當(dāng)映射到參考基因組時(shí)，這些擴(kuò)增產(chǎn)物通常部分重疊，使拷貝數(shù)測(cè)量復(fù)雜化并導(dǎo)致計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確。此外，目前大多數(shù)全基因組擴(kuò)增方法耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，限制了單細(xì)胞全基因組測(cè)序的廣泛應(yīng)用。
針對(duì)這一難題，廈大團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于數(shù)字微流控（Digital microfluidics，DMF）的自動(dòng)化單細(xì)胞全基因組測(cè)序文庫(kù)制備方法（dd-scCNV Seq），用于單分子分辨率進(jìn)行拷貝數(shù)分析。dd-scCNV Seq利用Tn5轉(zhuǎn)座酶直接將原始的單細(xì)胞基因組DNA打斷，并將這些原始片段作為模板進(jìn)行擴(kuò)增，隨后對(duì)這些重復(fù)的片段進(jìn)行過(guò)濾，生成原始DNA的唯一標(biāo)識(shí)片段，從而實(shí)現(xiàn)單分子分辨率的拷貝數(shù)變異的數(shù)字計(jì)數(shù)。與其他測(cè)序方法相比，所獲得的拷貝數(shù)變異模式更準(zhǔn)確。利用自動(dòng)化的數(shù)字微流控芯片，dd-scCNV Seq僅需五步，在不到4小時(shí)內(nèi)即可獲得單細(xì)胞基因組測(cè)序文庫(kù)。dd-scCNV Seq還可以精確測(cè)定不同來(lái)源樣品（如血液、骨髓、羊水細(xì)胞等）中的拷貝數(shù)變異，為臨床拷貝數(shù)變異檢測(cè)提供了一種高效且準(zhǔn)確的方法。此外，dd-scCNV Seq無(wú)需進(jìn)行全基因組擴(kuò)增，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，降低了時(shí)間和試劑成本，為生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供了一種更高性價(jià)比的單細(xì)胞全基因組測(cè)序方法。（記者 林霞）