在bulk RNA 测序过程中存在着偏好性问题:
- 提取带来的偏好性
在分离细胞并提取RNA的过程中,由于细胞类型以及细胞状态等问题,我们可能往往提取到的细胞就存在一定的偏好性。
- 反转录带来的偏好性
在随后地反转录的过程中,反转录酶会“随机”地反转录其中40%左右的RNA,因此又会出现一定的偏好性。然而,这个随机可能具有一定的偏好性。
- PCR带来的偏好性
最后就是大家经常讲的PCR偏好性。在做PCR扩增的过程中,由于mRNA的长度,GC含量,RNA二级结构等因素,导致在相同的PCR cycle下,不同的mRNA 的扩增拷贝数不同。
单细胞RNA测序中存在的偏好性
- 扩增的偏好性
- Drop-out rates: 有部分高表达的mRNA 无法被扩增出来
- Transcriptional bursting
- 背景噪音
- 细胞周期与细胞大小造成的偏好性
- 批次效应:对同一个样品进行技术重复后,进行相关性分析
单细胞实验整体流程里的质控点
哪些环节会带来偏好性,以及如何发现和质控 。
细胞分离时
细胞分离必须要在短时间内完成,否则会影响到细胞的状态,甚至可能导致RNA从细胞中漏出。
- 细胞分离的不彻底,存在多个细胞黏连到一起的情况
- 细胞分离的条件不适中,损害到了细胞,造成RNA降解或RNA从细胞中漏出
- 由于漏出的RNA,导致了背景信号
细胞分离过程可能会产生偏好性。例如在分离出的细胞可能只是一些特定细胞,此外在细胞分离的过程中可能就会导致基因表达的改变。因此对于聚类的结果,要进行仔细检查,以发现某一群细胞中特异表达的基因是否存在着会由细胞分离实验所引起的高表达基因。
在细胞分离的过程中可能存在着污染——有可能就是样本中存在着RNA的污染。——利用空的droplets 来估计背景信号,利用软件SoupX来移除背景噪音
细胞分选方面的问题
- 现有的单细胞测序都会遇到有些droplet/well可能是空的或者存在多个细胞
- 很多单细胞的试验方法都会对细胞大小有一定的偏好性。
- 对于细胞的类型也往往存在偏好性。
- 分选实验持续时间过长会损害细胞,造成背景噪音
细胞裂解
在做单细胞测序的之前,需要对细胞进行裂解。
不同的细胞组织,裂解条件也会不一样。
如果裂解条件过于严格,就会影响文库制备。
逆转录
- 逆转录酶的效率十分关键
- 通常情况下Drop-out率通常在60%到90%
- 两个不同文库,如果用同样方法处理同样的细胞系,drop-out率也有可能出现很大的变化
扩增过程
- 任何扩增步骤都会导致偏好性
- 很多单细胞转录组测序的方法中有UMI这一指标可以帮助我们校正扩增导致的偏好性