单细胞测序技术
MDA方法是使用随机引物,让这些引物与基因组广泛结合,同时使用 一种特定的聚合酶,这种聚合酶能够置换与它自身附着在同一模板上的 DNA链片段,形成一种反复分支结构,扩增出大段的DNA。
扩增引物 Phi 29 DNA 聚合酶 基因组模板DNA
MALBAC 法扩增
5'端有通用 扩增序列的 DNA片段
58℃退链火内杂交
完整扩增产物,自我 锁定,无法扩增
这样3' 端的序列就不能与新的、游离的引物发生杂交,也就不会引发 新的、发始于3' 端的扩增,这样就避免了完整扩增产物的指数扩增
随机引物 随机扩增
线性扩增 现在,还是8个随机序列的引物在模板上随机地找结合位置,所有的 位点都有一样的机会被扩增。这样得到的产物分三种
第二个要解决的难题,这里是利用Phi29聚合酶能一次在模板上聚合出多个新链 的功能来达到这个目的。在5轮的扩增之后,每个模板都会有5*n2个扩增片段, 这样就可解决的问题,高效率扩增,还是利用了Phi29聚合酶的一次得到多个扩 增片段的效果来达成的。
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单细胞测序技术
小组,随着基因测序技术水平的提高以及千人基因组计划、 癌症基因组计划等重大国际合作项目的相继开展,基因组研究日渐被推向 高潮。
我们能够得到全基因组序列信息,但是对其进行研究得到的结果只是 一群细胞中信号的平均值,或者只代表其中占优势数量的细胞信息,单个 细胞独有的特性被忽视。另外有些样品稀少无法在实验室培养,样品量不 足以进行全基因组分析,因此全基因组测序遇到难题。
应用
目前最主要的2个应用:
(1)在胚胎植入前进行基因拷贝数变异检测; (2)进行肿瘤的染色体变异研究
胚胎植入前进行基因拷贝数变异检测
在有习惯性流产的夫妇当中,最 常见的病因就是染色体的平衡易位, 所谓染色体平衡易位也就是A染色体 的一段移到了B染色体上
如果夫妻一方有染色体易位,那 么这对夫妇的受精卵中,每4个 受精卵可能只有一个是正常的
单细胞测序技术 是指在单个细胞水平上对基因组进行扩增与测序的一项 新技术。
单细胞测序主要涉及单细胞基因组测序 和转录组测序两方面,分别针对 单个细胞的DNA和RNA进行序列分析和比较,进而揭示基因组和转录组的变 化。
单细胞全基因组测序是对选定的目的细胞的全部基因组序列进行非选择 性、均匀扩增,随后利用外显子捕获技术进而高通量测序。
MDA扩增图
MDA方法的技术核心是用Phi29DNA聚合酶来进行直接的扩增,Phi29DNA聚合酶可 以把双链DNA进行解链,然后在常温条件下就把原始模板进行大量扩增
两种方法比较
MDA的特点: 扩增效率更高,实验方法简单
MALBAC的特点: 扩增均一性更好; 得到的扩增DNA的量相对较少,或者说他的扩增效率相对较低
单细胞转录组测序 是利用高通量测序技术进行cDNA测序,从而获取特 定器官或组织在某一状态下的几乎所有转录本
单细胞测序技术的优势与技术难题
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需要克服的难题:
1.如何实现均匀扩增; 2.全基因组覆盖问题; 3.较高的扩增效率。
两种扩增技术: MALBAC 方法和MDA 方法
MALBAC 技术,首先需要进行5轮MDA预扩增,然后就可以使新获得的扩 增产物形成闭合的环状分子。由于这些环状分子不能够被进一步扩增,所以整个 扩增过程就变成了线性扩增。然后再进行常规的PCR扩增,由于此时采用的模板 更加均一,所以在进行PCR扩增时就不易造成较大的差异。
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第一个循环下来,得到的是一批5' 端有通用扩增序列的DNA片段
共
循
5'端有通用 序列,3'端
环
有与通用序
5
列互补的序
次
列的DNA片段
在第二个循环完成后,所产生的扩增产物中大部分是5'端有通 用序列,而3'端有与通用序列互补的序列的这些片段
58℃退火
MALBAC的巧妙之处,就是在每个循环的最后,加了一步58度退火,这一 退火过程,他让完整扩增的产物的两端发生链内杂交