視頻11:單細(xì)胞mRNA測序

2種建庫方法,分別是Clontech公司推出的SMART法和EpiCentre公司推出的TargetAmp方法。

單細(xì)胞mRNA測序

2個(gè)難題

第一個(gè)難題:PCR偏差

  • PCR偏差,就是在PCR擴(kuò)增過程當(dāng)中,某些片段被大量擴(kuò)增。
  • 而大部分片段被擴(kuò)增的量很少,甚至根本就沒有被擴(kuò)增。

第二個(gè)難題:去除核糖體RNA

  • rRNA在總RNA當(dāng)中占了95%,而mRNA在總RNA當(dāng)中只占2~3%的比例。

SMART法

  • SMART方法的全稱是Switching Mechanism at 5’ End of RNA Template
  • SMART方法最核心的技術(shù),就是設(shè)計(jì)了2個(gè)特殊的引物。再配合用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。

過程

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  • 逆轉(zhuǎn)錄的起始引物


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    保證了逆轉(zhuǎn)錄的起始位置正好是mRNA的3’端的序列終止位置

  • MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶在轉(zhuǎn)錄到mRNA的5’端末端的時(shí)侯,會(huì)在新合成的cDNA的3’末端,多加出幾個(gè)C堿基來。

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  • 上游引物特點(diǎn):3’端是3個(gè)非脫氧的G堿基,也就是核糖核酸的、RNA的G堿基,而不是DNA的G堿基


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  • 之后就是常規(guī)的建庫即可

效果

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法的巧妙點(diǎn)

  • (1)引物:保證逆轉(zhuǎn)錄的位置,合成出來的cDNA之后連上通用引物
  • (2)酶:利用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶加C堿基的作用,再用有3個(gè)堿基的上游引物進(jìn)行第二鏈的合成,保證了只有完整的第一鏈cDNA才能被合成出cDNA的第二鏈,保證了雙鏈cDNA是全長的;
  • (3)保證PCR擴(kuò)增的一致性,因?yàn)閏DNA的5’和3’都引入了一樣的引物,從而保證了PCR擴(kuò)增效率的一致性。

TargetAmp法

TargetAmp的原理圖

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過程

  • 逆轉(zhuǎn)錄:用T7-Oligo(dT)的引物進(jìn)行cDNA合成
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  • RNase H酶把cDNA:RNA雙鏈產(chǎn)物中的這個(gè)RNA鏈消化掉


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  • 轉(zhuǎn)錄:利用鏈上的T7啟動(dòng)子,轉(zhuǎn)錄出大量的反義RNA來(antisense-RNA,aRNA)
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  • 純化反義RNA
  • 逆轉(zhuǎn)錄:隨機(jī)引物進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,得到第二輪的cDNA
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  • 再用T7-Oligo(dT)這個(gè)引物,粘到第二輪的cDNA的Poly(A)尾巴上,再合成出雙鏈DNA來。


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  • 轉(zhuǎn)錄:這個(gè)雙鏈的cDNA再經(jīng)過第二輪的轉(zhuǎn)錄
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  • 再經(jīng)過一輪逆轉(zhuǎn)錄

巧妙之處

  • 不是用PCR來擴(kuò)增核酸,而是用轉(zhuǎn)錄的方法來增加核酸的量。因?yàn)閿U(kuò)增那么多(倍)的核酸,如果用PCR,要用幾十個(gè)循環(huán),那么PCR不同的擴(kuò)增子的擴(kuò)增效率,即使一開始是很小的差異,也會(huì)在幾十個(gè)循環(huán)中,被指數(shù)放大,變成一個(gè)很大的差異。
  • 統(tǒng)一都用T7這個(gè)統(tǒng)一的啟動(dòng)子,它轉(zhuǎn)錄的啟始效率,大體上就保持了一致。

應(yīng)用

  • 循環(huán)腫瘤細(xì)胞研究
  • 胚胎發(fā)育研究
  • 神經(jīng)活動(dòng)研究
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