測序新技術提供基因表達高精數據

科技日報北京6月27日電 （實習記者張佳欣）最近，日本東京理科大學的一個研究小組開發了一種新改進的單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術。這種新方法，即終止子輔助固相互補DNA（cDNA）擴增和測序（TAS-Seq），使用簡單的材料和設備，提供了比當前廣泛使用的技術更精確的單細胞RNA測序數據。研究人員表示，新技術結合了遺傳檢測靈敏度、反應效率的穩健性和細胞組成的準確性等特性，使研究人員能夠捕獲重要的細胞信息。這項研究發表在27日的《通訊生物學》雜誌上。

單細胞RNA測序的出現為醫學和生物學領域帶來了革命性的變化，它提供了一次研究數千個細胞內部工作的能力。但單細胞RNA測序方法在確定細胞成分方面，存在潛在的不準確性和低效的cDNA擴增。

新的TAS-Seq技術使用一種稱為末端轉移酶（TdT）的不依賴於模板的酶來進行cDNA擴增。但TdT很難處理。為了克服這一挑戰，研究小組利用雙脱氧核苷酸磷酸（ddNTP）作為cDNA擴增反應的“終結者”，極大地降低了TdT反應的技術難度。

TAS-Seq還使用了基於納米孔的單細胞RNA測序平台，該平台允許分離組織樣本中的單個細胞，從而減少細胞採樣偏差並提高細胞組成數據的準確性。

研究小組隨後驗證了TAS-Seq的效率，並將其與目前廣泛使用的單細胞RNA測序技術、10X Chromium V2和Smart-seq2進行了比較，其中使用了小鼠和人類肺組織樣本。他們發現，與主要的scRNA-seq平台相比，TAS-Seq不僅可檢測到更多的整體基因，還可識別更多高度可變的基因。

領導該研究的七野誠之助理教授説：“我們發現TAS-Seq在基因檢測靈敏度和基因丟失率方面可能優於10X Chromium V2和Smart-Seq2，這表明TAS-Seq可能是最靈敏的高通量scRNA方法之一。我們可更均勻地檢測各種表達水平的基因，也可更有力地檢測生長因子和白細胞介素基因。”

新方法的另一個優點是TAS-Seq不太容易受到批次效應的影響。TAS-Seq數據也與組織樣本上的流式細胞儀數據高度相關，表明它可以生成高度準確的細胞組成數據。

談到未來，七野誠之助理教授透露：“我們已經完成了TAS-Seq2的開發，這是對TAS-Seq的一個改進的、經過廣泛優化的版本。在小鼠脾細胞中，Tas-seq2的基因檢測靈敏度要高1.5到2倍。”

單細胞RNA測序是醫學和生物學研究的重要工具。TAS-Seq和TAS-Seq2的開發將引領新的疾病治療靶點的發現，並在同樣依賴於固相cDNA合成的“空間轉錄學”領域取得進展。它還將加快單細胞組學技術的發展，從而促進人們對生物學和疾病發生髮展原理的瞭解。