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植物单细胞核测序的样本制备利器
近年来，单细胞测序技术迅速发展，极大推动了发育生物学和医疗健康领域的研究和发展，已成为生命科学研究的基础工具。但目前单细胞测序还是存在一些缺陷，如单细胞测序不能准确地捕获组织中所有的细胞类型或冷冻样本不能使用常规的单细胞测序方法等。而单细胞核测序由于不受解离条件的限制，能更好地反应原始组织中的细胞组成和基因表达情况，且可用于冻存的样本，是单细胞测序的有效补充。虽然目前制备单细胞核悬液技术较为成熟，但使用手工方法从植物材料中解离细胞核仍具有一定难度。
S2公司推出的Singulator 100(图1)不仅可以全自动将新鲜组织样本处理成单细胞悬液，还可以从新鲜组织、冷冻组织、OCT保存的组织或植物样本中解离细胞核。并且相比手工操作，Singulator 100单核制备速度快、得率高，还能提高单细胞测序质量，改善特异性基因的检出。
图1 Singulator100单细胞(核)悬液制备系统
下面我们就来看一下捷克国家科学院植物学研究所研究人员做的一组手工方法与Singulator 100全自动方法从野生高粱未成熟胚胎中解离细胞核的质量对比。 如图2所示，分别使用两种方法从野生高粱的未成熟胚胎中解离细胞核，然后进行单细胞核转录组测序。图左通过手动切碎新鲜胚胎制备细胞核，图右使用Singulator 100和配套的细胞核解离卡盒进行自动化细胞核样本制备。两种方法制备的细胞核在500g和4℃离心5分钟，然后通过流式进行进一步纯化，直到各自收集约100,000个细胞核。实验中使用核糖核酸酶抑制剂防止RNA降解。 制备的单核悬液分别进行文库制备和测序分析，结果见表1。与手动制备的样本相比，Singulator 100制备的样本检测到的Reads、每个细胞的UMI和每个细胞的中位基因数都明显增多，说明Singulator自动制备能够改善样本质量。 B染色体是许多真核生物基因组的非孟德尔遗传成分，其功能在很大程度上是未知的。B染色体的一个特征是其结构不稳定，并在植物发育过程中从特定组织中消除。野生高粱（S. purpureosericeum）是一种有用的模式生物，此前已对其B染色体进行了部分测序 (https://doi.org/10.1093/jxb/eraa548)。单核测序可以深入了解细胞类型特异性、B染色体相关的转录网络，进而揭示与B染色体调控相关的潜在过程。图3显示了手动和Singulator 100自动制备的野生高粱胚胎样本的单核测序分析结果。与表1 Singulator 100能够提高样本的质量指标一样，使用Singulator解离的细胞核簇分辨率显著提高，而且检出了一种B染色体特异性基因PGSB-gene-167089，该基因在一种细胞类型中独特表达。 图 3：手动方法（左）和Singulator自动方法（右）的单细胞测序数据的UMAP聚类和热图。Singulator数据显示细胞簇分群显著改善，特异性标记基因检出率提高。红框显示PSGB-gene-167089（B染色体特异性基因）在簇11中的独特表达。
Singulator 100配有低温模块，提核时能够保持4℃，最大限度地减少应激基因的表达，保持细胞核RNA的质量。仅需7分钟就可以完成核悬液的制备，大大缩短了人工操作的流程和时间，是您单细胞核悬液制备的好帮手。（资料来源：https://s2genomics.com/publications/）
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