單細(xì)胞RNAseq的意義：不同細(xì)胞的基因表達(dá)不同，研究不同細(xì)胞、組織乃至器官基因表達(dá)差異有助于我們加深對遺傳發(fā)育以及機(jī)體不同組織和細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的規(guī)律，這點(diǎn)極其重要，已取得廣泛共識。單細(xì)胞DNAseq的意義：相比前者共識較少。但是首先我們要知道其實(shí)一個(gè)個(gè)體的所有細(xì)胞并不是擁有絕對相同的基因組:1. 極體的例子其他答案有提，我就不做贅述。2. 充分證據(jù)表明參與免疫的分泌抗體的B細(xì)胞基因組在分化中經(jīng)過復(fù)雜的重排以保證產(chǎn)生足夠多樣化的抗體，所以對B細(xì)胞的單細(xì)胞基因組測序有助于我們了解機(jī)體如何調(diào)控和產(chǎn)生抗體。類似B細(xì)胞的基因組復(fù)雜重排也可能發(fā)生在其他組織，對其進(jìn)行單細(xì)胞基因組測序有助于遺傳發(fā)育學(xué)研究。3. 有實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，一些癌癥組織中各個(gè)癌細(xì)胞由于未知的原因發(fā)生了嚴(yán)重的染色體變異而且癌細(xì)胞之間變異方式完全不同，所以對癌細(xì)胞的單細(xì)胞基因組測序有助于我們了解一些癌癥發(fā)生的機(jī)制。4. 實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，當(dāng)機(jī)體受到外源DNA入侵如病毒和轉(zhuǎn)座子時(shí)，并不是所有細(xì)胞基因組同時(shí)受到影響，單細(xì)胞基因組測序有助于我們了解病毒的入侵機(jī)制和轉(zhuǎn)座子的工作方式以及功能。

如同樓上所說，單細(xì)胞的測序技術(shù)如果成熟，那么測序樣品就會從μg級降至單細(xì)胞水平，這對我們研究人員來說是非常方便的。只需要送出去細(xì)胞就好了，而不必像從前那樣，為了測序做那么多的準(zhǔn)備工作。

之前的測序以及各種基因組計(jì)劃，使用的測序材料無一例外都是數(shù)百萬甚至更多細(xì)胞的混合DNA樣本。這種方法能夠得到全基因組序列信息，但是對其進(jìn)行研究得到的結(jié)果只是一群細(xì)胞中信號的平均值，或者只代表其中占優(yōu)勢數(shù)量的細(xì)胞信息，單個(gè)細(xì)胞獨(dú)有的特性被忽視。例如，科學(xué)家想找出哪種突變存在于哪種細(xì)胞中幾乎是不可能的，只存在于少數(shù)細(xì)胞（如早期癌細(xì)胞）中的突變也基本上被掩藏。另一方面，有些樣品稀少無法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，樣品量不足以進(jìn)行全基因組分析，例如腫瘤循環(huán)細(xì)胞、組織微陣列、早期發(fā)育的胚胎細(xì)胞等。這些都是全基因組測序遇到的難題。作為“在單個(gè)細(xì)胞水平上對基因組進(jìn)行測序”的單細(xì)胞測序技術(shù)能夠解決上述難題。與傳統(tǒng)的全基因組測序相比，單細(xì)胞測序不僅測量基因表達(dá)水平更加精確，而且還能檢測到微量的基因表達(dá)子或罕見非編碼RNA，其優(yōu)勢是全方位和多層次的。單細(xì)胞全基因組測序技術(shù)是在單細(xì)胞水平對全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測序的一項(xiàng)新技術(shù)。其原理是將分離的單個(gè)細(xì)胞的微量全基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增，獲得高覆蓋率的完整的基因組之后通過外顯子捕獲進(jìn)而高通量測序用于揭示細(xì)胞群體差異和細(xì)胞進(jìn)化關(guān)系。MDA是目前公認(rèn)的最好的單細(xì)胞基因組擴(kuò)增技術(shù)，它能對全基因組進(jìn)行高保真的均勻擴(kuò)增，擴(kuò)增出10~100kb大小的片段，能提供大量均一完整的全基因組序列。但是MDA也有一些缺點(diǎn)，特別是顯著的非特異擴(kuò)增，往往空白對照樣品也總是“無中生有”地產(chǎn)生大量的DNA，另外就是仍然存在序列偏差。盡管各種改進(jìn)的策略正在逐步減少這些缺陷，高覆蓋率、高保真性及高特異性的擴(kuò)增仍然是亟待解決的問題。另外，對測序得到 的大量數(shù)據(jù)結(jié)果的專業(yè)分析也是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。 單細(xì)胞全基因組測序正在從基礎(chǔ)研究走向臨床應(yīng)用。

事實(shí)上，我們身體內(nèi)的所有細(xì)胞都有不同程度的基因獨(dú)特性,因?yàn)橛薪z分裂不是百分之百精確的，雖然有多種修復(fù)機(jī)制修補(bǔ)錯(cuò)配，總是有些突變積累下來,所以會導(dǎo)致細(xì)胞之間，特別是腫瘤細(xì)胞之間有很強(qiáng)的異質(zhì)性，為每個(gè)單細(xì)胞測序是無法代表整個(gè)腫瘤群體的，采用單細(xì)胞測序技術(shù)正好可以檢測這種差異，單細(xì)胞測序技術(shù)能準(zhǔn)確定量一個(gè)單細(xì)胞核中基因拷貝數(shù)目，單細(xì)胞測序本身被nature method雜志評為13年的年度技術(shù)。單細(xì)胞技術(shù)把生物學(xué)研究的層次升華到了更高的層次，在這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)之前，我們通常把單個(gè)人的基因組作為單位，建立人群中的lineage tree，現(xiàn)在有了單細(xì)胞測序結(jié)果，就可以建立cell lineage tree，比如我們現(xiàn)在學(xué)癌癥基因組的，就可以用它來闡明特定癌癥的發(fā)生機(jī)制，從而可能尋找治療的靶點(diǎn)，這樣明顯比從一大塊癌癥組織樣本得來的“平均值”測序結(jié)果要好的多。最常見的單細(xì)胞測序的應(yīng)用是在腫瘤研究上，來自美國和英國的研究人員近日還利用單細(xì)胞基因組擴(kuò)增、測序和裝配，從海洋樣本中鑒定出一個(gè)單細(xì)胞細(xì)菌，同時(shí)，該方法還可以解決單細(xì)胞微量初始模板進(jìn)行基因組擴(kuò)增時(shí)過大的擴(kuò)增偏倚問題，使基因組測序的模板需求量從μg級降至單細(xì)胞水平。

總結(jié)

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