10xGenomics Chromium系統-單細胞測序儀

單細胞測序儀 Chromium

一個系統，一套工作流程，強大的測序應用? 10xGenomics公司推出了新的 Chromium™系統。利用上千萬的DNA序列標記的 GEMs ，Chromium™系統可揭示重要的基因組信息，進行單細胞測序分析使用。

1、全功能儀器10xChromiumController具有可伸縮的托盤和觸屏界面，占用空間極小，不超過 1平方英尺，卻能夠高效的將10萬到 100 萬次的移液步驟自動化，采用*的微流控系統，高通量的對樣品進行分離并帶上序列標簽，最終達到高通量檢測的目的。10xChromiumController 可以進行基因組的分析，同時可以進行單細胞水平的功能分析。

2、單細胞儀器10xChromiumSingleCellController具有可伸縮的托盤和觸屏界面，占用空間小，不超過 1平方英尺，卻能夠高效的將10萬到 100 萬次的移液步驟自動化，采用微流控系統，高通量的對樣品進行分離并帶上序列標簽，達到高通量檢測的目的。10xChromiumSingleCellController 只可以進行單細胞水平的功能分析。

產品特點：

提升組裝參數：結合該技術的組裝效果較單獨使用Illumina數據可提升十幾倍；

測序平臺通用性：應用該技術構建的文庫可與Illumina測序系統匹配；

分子片段長：分析可將短Reads組裝成長達50-100Kb 的linked-reads；

單倍體分析：可實現染色體級別Phasing，獲得精確的單體型信息。

技術原理

1. 將樣本分配到100,000s到 1000,000s微反應體系，每個微反應體系含有一種特定的DNA序列標記。
2.含有 barcode 信息的凝膠珠子首先與樣品和酶的混合物混合，然后與位于微流體 “ 雙十字" 連接中的油表面活性劑溶液結合。
3.GEMs (包含樣品、酶、凝膠珠子的混合物油滴）流到儲液器中并進行收集。凝膠珠子溶解釋放 barcode 序列，開始對樣本進行標記。將每個液滴中含有 barcode信息的產物混合。然后構建標準測序文庫。

應用-10乘

應用方向：

1.基因組組裝：利用GemCode 平臺對長片段序列進行擴增引入barcode序列以及測序接頭引物，然后將序列打斷成適合測序大小的片段進行測序，通過 barcode 序列信息將多個Reads進行組裝，獲得跨度在30-100Kb 的 linked-reads信息，從而獲得大片段的遺傳信息。

優勢：
通過該技術構建的文庫可與Illumina測序系統相互匹配，將短Reads 組裝成長達 100Kb的片段；
結合該技術后組裝效果較單獨使用Illumina 數據可提升十幾倍；
精度高、成本低，操作難度小。

2.單細胞轉錄組測序：基于10x Genomics 新Chromium™系統利用油包水的微反應體系，通過序列標簽區別群體中的不同細胞，獲得單細胞水平的數字化基因表達譜，可實現數千甚至數萬個單細胞群體分析，解決常規 scRNA-seq方法在通量或擴展性方面存在的不足，為單細胞研究開拓新的思路。

優勢：
超高通量：單個樣本細胞檢測數可達1000-10000；
項目周期短：一天內即完成從細胞懸液到cDNA文庫構建所有的測序準備工作；
細胞捕獲效率高：單個細胞捕獲效率高達65%，可準確鑒別稀有細胞類型；
真正的單細胞測序：通過油滴-barcode-單細胞的對應關系，實現真正意義上的單細胞測序；
測序平臺兼容度廣：與Illumina各種型號的平臺高度兼容。

樣品要求：

gDNA
片段要求：主帶﹥50kb 50kb~100kb插入片段 Illumina PE150
測序深度≥100X

實例應用：

應用10x Genomics輔助基因組組裝效果評估

目前對人類基因組de novo測序和組裝的成功案例是將Illumina短片段測序、PacBio單分子實時測序技術、BioNano光學圖譜技術相結合，但這種方法中PacBio的測序成本相對較高。
本研究提供了一種基因組de novo測序和組裝的新方法。這種方法使用10x Genomics的linked-reads來獲得中長片段的數據，然后使用Illumina測序，結合BioNano構建基因組圖譜，對contigs進行anchoring和scaffolding，組裝的基因組Scaffold N50達33.5Mb。并通過對人類HapMap樣品（NA12878）進行基因組de novo組裝驗證了這種方法的可行性。
使用10x Genomics+Illumina+BioNano的方法進行基因組組裝的結果表明，scaffold N50長度和組裝的基因組長度均有提高，而scaffold的數目減少。