10X Genomics Chromium VS Drop-seq

卡卡在单细胞方面也工作了很多年了,一般相关的问题都难不倒我。但是最近有人问我,10X单细胞技术和drop-seq技术的差异在哪?我竟然支支吾吾半天答不出来,不能忍,因此有了这次总结。

基于液滴(droplet-based)的高通量单细胞测序技术[1]

单细胞转录组(scRNA) 测序增加了分辨率,给单个细胞打上了细胞类型的标签,可是说是一个开创性的技术。目前常用的高通量单细胞转录组测序技术有两种:基于液滴和基于微孔的测序技术。

  • 10X Genomics Chromium和drop-seq都是基于液滴的单细胞测序技术,还有indrop技术也属于基于液滴的技术;
  • 10X是商业化平台,且有配套软件cellranger,其余并没有商业化;
  • 10X和inDrop都使用水凝胶(hydrogel beads),且bead上的引物是可释放的,drop-seq的bead用树脂(resin)制备;水凝珠是软可变形的,树脂是小而硬的;
  • 由于bead材料的不同,10X和indrop在同一液滴中,一个珠和一个细胞的封装遵循双泊松分布,而drop-seq则遵循超泊松分布,因此10X和indrop的细胞捕获率更高;
  • 10X和inDrop在液滴中进行逆转录,而drop-seq在液滴外进行逆转录,因此10X和inDrop结果一致性更好;
  • cDNA扩增方式不同,inDrop使用CEL-seq,而10X和drop-seq使用a template-switching protocol来扩增;
  • inDrop bead的引物上含有一个可光切割的部分和一个T7启动子;
  • 10X能够检测到更多的UMI[1];
  • inDrop的cell barcode错误率更高[1];
  • 10X有更高的分子灵敏度和精度,更少的技术噪音[1]。

10X与drop-seq的差异

总结一下10X和drop-seq技术的差异:

  • bead材料不同,导致10X的细胞捕获率更高;
  • 10X逆转录在液滴中,因此结果一致性更好;
  • cDNA扩增方式不同,因此10X扩增时间更短。

基于微孔(microwell-based)的高通量单细胞测序

基于微孔的测序技术是另一大类单细胞测序技术,这个技术依赖于将单个细胞捕获或分选到多孔板中进行单细胞捕获及分析。

  • 属于此类的技术有smart-seq,CEL-seq,MARS-seq等,其中,smart-seq可以测到全长转录本;
  • s新格元微流控芯片就是商用的这一类技术[2];根据"泊松分布"的原理完成单个细胞的分离,细胞在重力作用下落入特殊定制的芯片微孔中, 确保每个微孔内只落入1 个细胞。可以通过增加芯片上的孔数,有效减少双胞率。

参考文献

[1] Comparative Analysis of Droplet-Based Ultra-High-Throughput Single-Cell RNA-Seq Systems.
[2] https://cn.singleronbio.com/product/detail-7.html.

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