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时空组学技术

时空组学技术Stereo-seq(SpaTial Enhanced REsolution Omics-sequencing),基于DNA纳米球(DNA Nano Ball,DNB)开发,是具有高通量、超高分辨率、大视场的原位全景式技术,可以实现同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子“四尺度”同时进行空间转录组分析。该技术通过时空芯片捕获组织中的 mRNA,并通过时空条形码(Coordinate ID,CID)还原回空间位置,实现组织中基因空间表达检测,为深入地了解细胞的基因表达及形态与局部环境之间的关系建立强大的研究基础。



    技术亮点

    技术流程


    Stereo-seq 芯片上布满了数十亿规则阵列排布的单链线球状 DNA 纳米球(DNA NanoBall, DNB)。DNB 是以单链环状 DNA 为模板、经过滚环扩增(Rolling-Circle Replication, RCR)后得到的产物,每个 DNB 直径为 220 nm,两个 DNB 中心点间距范围为500 nm。通过 DNBSEQ™ 技术对固定在芯片上的 DNB 进行测序,得到 Coordinate ID (CID)信息,CID 和 DNB 坐标位置一一对应,可以通过建立 CID 与坐标位置的映射关系,还原后续捕获到的 mRNA 的空间位置。对照关系保存在时空芯片 CID- 坐标位置对照文件中(Stereo-seq Chip Mask 文件)。DNB 经 Stereo-seq 生化方法合成携带 CID 的 DNB 后链接分子编码(Molecular ID, MID)用于区分不同转录本)和 PolyT,从而实现游离 mRNA 的捕获。标准 Stereo-seq 文库的 CID 序列长度为 25 bp, MID 长度为 10 bp。



    技术应用

    时空组学技术可从空间维度解析单个组织切片中的所有 mRNA,从而能够在组织原位检测细胞的基因表达及相互作用,获取动、植物器官/组织的空间基因表达模式,进而揭秘生命奥秘,为临床病理的精准诊断铺平道路。目前,Stereo-seq 已被成功应用到动物胚胎发育、植物发育、脑科学、肿瘤等多个不同领域, 并成功发表包括 CNS 在内的60余篇文章。


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