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SOLiD实现单细胞基因表达图谱分析 推进干细胞研究[创新技巧]

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2008年10月07日 来源:生物通

摘要:

  康涅狄格州法明顿 -2008.9.17.美国应用生物系统公司(ABI)的科学家们在康涅狄格干细胞研讨会(Connecticut Stem Cell Technology Symposium)上提交与剑桥大学科学合作所获得的数据,展示该公司的超高通量基因组分析平台-SOLiD系统如何在单细胞水平上获得基因组范围的表达图谱数据。单细胞水平的基因表达特征有可能揭示关乎细胞命运的细节,并可能加速疾病相关的生物标记物的发现。这个结果是第一次利用基因组分析平台在单细胞中进行全基因组范围的基因表达纵览。ABI供稿 生物通翻译

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    今天,美国应用生物系统公司(ABI)的首席科学家- Kai Lao博士将在他的报告:“单个胚胎干细胞和早期胚胎的全miRNA/mRNA图谱分析”中展示这些数据。Lao博士将陈述他和他的合作者----剑桥大学生理和生殖方面的Azim Surani博士、Mary Marshall和Arthur Walton教授,如何利用SOLiD系统来确定小鼠卵母细胞在早期分化时的mRNA(信使RNA)表达图谱。从单个干细胞中获得基因活性的综合图谱有望揭示遗传上相似的单个干细胞之间分子变异的线索,从而揭示引发多能干细胞分化成特定细胞类型包括癌细胞的潜在分子机理。这些干细胞行为的详细特征将有助于研究人员更好地了解如何利用这些细胞该用于受损细胞或器官的再生治疗。

    Surani博士表示:“尽管所有胚胎干细胞都具有天生的自我更新能力,但最近的科学数据显示这些未分化的胚胎干细胞其实是不同的,所表达的基因标记各不相同。SOLiD系统产生的基因表达图谱分析将以单细胞的分辨率产生精确的干细胞全基因组图谱,包括已知的转录本和新基因,它将使我们加深对调节(干细胞)多能性和早期分化的生物机理的了解。”

    在这项研究中,科学家们首先从小鼠卵母细胞中分离单个胚胎细胞,并利用Ambion(ABI旗下品牌)的RNA分离试剂盒提取出总RNA。这些痕量的总RNA然后反转录形成cDNA。扩增所获得的文库,并用SOLiD系统进行测序。mRNA的相对表达水平通过系统产生的序列标签数目来计算。SOLiD系统每次运行能产生高达2亿4千万个标签,检测灵敏度可检测到每个细胞中10-40pg的总RNA,即使mRNA表达水平很低,SOLiD系统也能够通过分析样品中存在的已知和未知mRNA,从而定量特定mRNA的差异表达模式。为了验证特定mRNA分子的存在,研究人员随即用高特异性的TaqMan® Gene Expression Assays来定量样品中mRNA的含量。

    过去的研究表明通过分析基因和非编码RNA的表达图谱,研究人员可以对不同细胞或组织类型的转录本获得更准确的认识,这将有助于加速发掘潜在的生物标志物,从而对区分不同的疾病类型以及识别疾病易感性。这些信息将有助于研究人员更好地了解病变细胞的特性,如在癌症复发和肿瘤转移中扮演重要角色的癌症干细胞。然而,在干细胞和癌症研究中进行这类基因表达分析的研究人员常常面临这样的挑战:作为进行研究的必要起始物质,从生物样品中获得的RNA量极少。SOLiD系统的高灵敏度使研究人员能够从单个细胞和癌症样品中存在的痕量RNA中产生详细的基因表达图谱。

    目前应用最广泛的从全局角度分析基因表达整体模式的方法是DNA微阵列。然而,微阵列技术的灵敏度有限,需要更多的样品量,并且无法检测新的mRNA。相反,SOLiD系统检测表达基因的DNA序列标签时所需的起始遗传物质比微阵列技术要少得多。因为微阵列是基于杂交的技术,无法有效检测低水平表达的RNA转录本,也不能用于检测重复序列的RNA转录本。另外,微阵列的动力范围有限,无法捕捉到目的基因表达水平的微小变化,而这恰恰是研究在刺激下或环境变化时的生物反应所必需的。由于可以进行整体的全基因组表达图谱分析,使用SOLiD系统的研究人员可检测到单细胞中广为人知的或者新的mRNA,不会像基于探针的微阵列技术那样偏向已知RNA分子。

    ABI公司分子和细胞生物学基因组分析部的负责人- Shaf Yousaf认为:“能够在单细胞水平上评估基因活性的能力,开始让研究人员考虑更深入的实验,从而使我们更深入了解复杂疾病如癌症的生物基础。由于我们对干细胞行为有了更深入的了解,我们将更深入地研究这些自我更新细胞如何导致疾病发生。”

    SOLiD系统的应用验证了ABI公司以超高通量基因组平台加速转录本分析的承诺。除了单细胞基因表达图谱分析,SOLiD系统在RNA方面的其他应用还包括利用SOLiD Small RNA Expression Kit来发现和筛选小分子RNA,以及利用SOLiD Whole Transcriptome Kit来探索和鉴定全转录本。这一系列应用补充使研究人员能在单个超高通量平台上开展综合的RNA研究。

    康涅狄格干细胞研讨会今天在康涅狄格州法明顿的法明顿万豪酒店举行,时间是从上午8点到下午5点。日程包括康涅狄格大学、耶鲁大学、卫斯理大学和当地制药/生物技术公司的主要干细胞研究人员的科学报告和海报张贴部分。

    新泽西干细胞研讨会将于9月18日-19日在桥水市的万豪酒店举行,时间也是从上午8点到下午5点。日程包括罗格斯大学、新泽西医科和牙科大学、普林斯顿大学、制药及生物技术公司的主要干细胞研究人员的科学报告和张贴海报部分。

更多关于康涅狄格和新泽西干细胞研讨会的信息,请访问<http://info.appliedbiosystems.com/cscts2008_>和<http://info.appliedbiosystems.com/njscts2008_>。
 
关于SOLiD系统

    SOLiD系统是一个端到端的新一代基因组分析解决研究方案,包含测序组件、化学组件、计算集群和数据存储组件。这个平台基于通过寡核苷酸连接和检测来进行测序。与聚合酶测序方法不同的是,SOLiD系统利用专利的逐步连接技术来产生高质量的数据,可应用于全基因组测序和定向重测序、转录本分析、小分子RNA发现、基因表达图谱分析、染色质免疫沉淀(ChIP),微生物和真核重测序、数字核型分析、医学测序、基因分型及其他。

    无可比拟的超高通量、内在的可扩展性以及无可匹敌的精确性使SOLiD系统从新一代测序平台中脱颖而出。这个系统可以通过微珠富集从而进行扩展,以支持每块玻片上更高密度的测序。微珠是SOLiD系统开放式玻片格式的内在组成部分,它使系统每一次运行能产生高达6GB的序列数据。SOLiD系统已经在客户实验室证实了每次运行可产生高达150亿个可定位的测序数据,在ABI研发部门内更可达到每轮运行产生超过200亿个碱基的可定位的测序数据。开放式玻片格式、微珠富集和软件算法的整合,使得SOLiD系统可扩展至更高通量,而这种扩展无需对现有的平台的硬件或软件做很大的改变。SOLiD系统独特的双碱基编码提供了内在的错误校验能力,将真正的单碱基突变或单核苷酸多态性与随机或系统错误区分开来。这个性能让研究人员检测SNP的准确性超过了99.94%。
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关于美国应用生物系统公司
    美国应用生物系统公司(ABI)是为生命科学研究、工业和商业市场开发和销售仪器系统、耗材、软件及服务的全球领先者。在坚信科学的力量能改善人类环境的信念驱动下,该公司推出了DNA、RNA、蛋白和小分子分析的创新技术的商业化方案。各个学科的客户如学术、临床研究、制药研究和生产、法医DNA分析和农业生物技术的客户,利用该公司的工具和服务以加速科学探索的进程,改善药物研发的过程,检测可能致病的微生物,通过DNA信息识别个人。ABI有着一个综合的服务和应用领域支持团队以支持全球范围的高品质遗传及蛋白分析解决方案的安装实施。ABI公司总部设在美国康涅狄格州的Norwalk。在2008年6月12日,Applera公司与Invitrogen公司宣布它们的董事会已经批准了合并协议,根据此项协议,Invitrogen将收购ABI的所有已发行股票。这次合并受惯例成交条件的约束,预计在2008年秋季完成。更多关于这次合并的信息在联合代理人声明中提供,并邮寄给该公司和Invitrogen的股东。投资者和证券持有人都急于看到这份文件,因为它包含了重要的信息。更多关于ABI公司的信息,包括提交给证券交易委员会的报告和其他信息,请登录<http://www.appliedbiosystems.com_>查看。这篇新闻中的所有信息都截至发布之日,除非法律要求,ABI公司不承担更新信息的义务。

 

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