液滴型单细胞测序技术比较(二)
三種液滴型方法采用相似的技術生成液滴,采用barcode標記細胞,應用UMI進行偏好校正。但它們在beads的?、barcode的設計、cDNA擴增等不同。
10X和inDrop采用水凝膠beads,因此引物可以固定在beads里面,而Drop-seq的引物只能固定在beads表面。包裹到液滴后,10X的beads發生溶解,引物釋放到溶液中可以提高mRNA的捕獲效率。inDrop使用紫外誘導的切割技術釋放引物。而DropSeq的引物不能從beads釋放,會降低其mRNA捕獲效率。
inDrop和10X的反轉錄等過程都在液滴內進行,有利于提高效率和降低試劑消耗。inDrop采用體外轉錄方式進行擴增,需要時間比較久。
單細胞里面兩個最重要的序列標示。
液滴型scRNA-seq方法中只有一小部分的液滴包含珠狀物和一個完整細胞。然而生物實驗不會那么理想,有些RNA會從死細胞或破損細胞中漏出來。所以沒有完整細胞的液滴有可能捕獲周圍環境游離出的少了RNA并且走完測序環節出現在最終測序結果中。液滴大小、擴增效率和測序環節中的波動會導致“背景”和真實細胞最終獲得的文庫大小變化很大,使得區分哪些文庫來源于背景哪些來源于真實細胞變得復雜。
大多數方法使用每個barcode對應的總分子數(如果是UMI)或總reads數的分布來尋找一個“break point”區分來自于真實細胞的較大的文庫和來自于背景的較小的文庫。
CellRanger假設真實細胞文庫大小變化在10倍以內,用期望的細胞數目估計區間的分布。
單細胞預測Doublets軟件包匯總|過渡態細胞是真的嗎?
因為采用的是近乎同質性的細胞和持家基因,認為具有最小噪音的基因集的變化分布與其它基因類似,因此可以認為細胞總的變化反應了技術噪音的水平。技術噪音采用spearman correlation分析,相似值越小說明技術噪音越大。而且分別用UMI和readscount做了評估,10X數據兩個評估結果類似,InDrop技術UMI的技術噪音小一些。
基因水平的技術變化可以通過標準化的UMI的變異系數(coefficient of variation, CV)進行評估。總體來看,高表達基因對額CV值小,有更小的技術噪音。10X技術技術噪音依然最小。值得注意的是,一些最高表達的基因噪音水平卻比較高,右上的這些點。查看了下,主要是各個細胞里面最高表達的基因或線粒體基因,高的噪音可能來源于轉錄隨機性。
10X單細胞測序分析軟件:Cell ranger,從拆庫到定量
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總結
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