موضوع مقاله: توالی‌یابی سلول تک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # توالی‌یابی سلول تک | مقدمه: توالی‌یابی سلول تک ، اطلاعاتی را از سلول‌های فردی با تکنولوژی توالی نسل بعدی بهینه‌سازی (NGS) بررسی می‌کند، وضوح بالاتری از تفاوت‌های سلولی و درک بهتر از عملکرد سلول‌های فردی در محدوده محیط میکروسکوپی خود را تهیه می‌کند. | ## بخش 1: توالی‌یابی سلول تک | توالی DNA سلول‌های فردی می‌تواند اطلاعاتی در مورد جهش‌های انجام شده توسط جمعیت‌های کوچک سلول‌ها، به عنوان مثال در سرطان ارائه دهد، و همچنین توالی RNAهای بیان شده توسط سلول‌های فردی می‌تواند بینشی نسبت به وجود و رفتار انواع سلول‌های مختلف بدهد توالی ژنوم (DNA) سلول تک توالی اختصاصی ژنوم DNA سلول تک شامل جداسازی سلول تک، تکمیل کامل ژنوم (WGA)، ساختن توالی کتابخانه‌ها و سپس توالی DNA با استفاده از تکنولوژی توالی نسل بعدی (به عنوان مثال Illumina, Ion Torrent) است. یک ژنوم ساخته شده در این حالت معمولاً به عنوان یک ژنوم تک تقویت شده یا SAG نامیده می‌شود. این می‌تواند در مطالعات میکروبیومی مورد استفاده قرار گیرد تا داده‌های ژنومی را از میکروارگانیسم‌های نامرسوم به دست آورد. یکی از روش‌های محبوب استفاده شده برای توالی ژنوم تک سلولی، تقویت جابجایی چندگانه است و این امکان را برای تحقیقات در زمینه‌های مختلف مانند ژنتیک میکروبی، محیط زیست و بیماری‌های عفونی فراهم می‌کند. علاوه بر این، داده‌های به دست آمده از میکروارگانیسم‌ها ممکن است فرایندهای کشت را در آینده ایجاد کند. [7] روش تقویت جایگزینی چندگانه (MDA) یک تکنیک به‌طور گسترده‌ای است که قادر به تقویت فتوتراپی DNA از باکتری به میکروگرم برای استفاده از توالی است. همان‌طور که پلیمرازها رشته‌های جدید را تولید می‌کنند، واکنش جابجایی رشته‌ای اتفاق می‌افتد، و چندین نسخه از هر DNA قالب تولید می‌شود. محصولات MDA در حدود ۱۲ کیلوبایت طول می‌کشد و حدود ۱۰۰ کیلوبایت را در بر می‌گیرد و امکان استفاده از آن را در توالی DNA فراهم می‌کند. در سال ۲۰۱۷ یک پیشرفت عمده در این تکنیک، WGA-X نامیده شد، با استفاده از یک جهش ترموپلاستی پلیمراز phi29 معرفی شد، که منجر به بهبود بازیابی ژنوم از سلول‌های خاص، به ویژه آنهایی که دارای محتوای G + C بالا بودند. | ## بخش 2: توالی‌یابی سلول تک | کاربردها میکروبیوم‌ها در میان اهداف اصلی ژنومیک سلول‌های تک سلولی به علت سختی کشت اکثر میکروارگانیسم‌ها در اکثر محیط‌ها هستند. ژنومیک سلولی تنها یک روش قدرتمند برای به دست آوردن توالی ژنوم میکروبی بدون کشت است. این رویکرد به‌طور گسترده‌ای در زمینه‌های دریایی، خاک، زیر زمین، ارگانیزم و سایر انواع میکروبیوم‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌است تا به طیف گسترده‌ای از سوالات مربوط به محیط زیست، تکامل، بهداشت عمومی و پتانسیل‌های بیوتکنولوژی می‌پردازد. سرطان scDNAseq به ویژه برای بررسی عمق پیچیدگی و جهش‌های ترکیب شده موجود در اهداف تقویت شده درمان مانند ژن‌های گیرنده تریروزین کیناز (EGFR, PDGFRA و غیره) مفید است، در حالی که روش‌های معمول جمعیت در تومور فله، الگوهای وقوع این جهش درون سلولهای تک تومور. چنین همپوشانی ممکن است افزونگی فعال سازی مسیر و مقاومت سلولی تومور را فراهم کند. این شبیه به توالی ژنوم تک سلولی است، اما با افزودن یک درمان بیسولفیت قبل از توالی. اگرچه ممکن است به دست آوردن اطلاعات کامل در مورد هر RNA بیان شده توسط هر سلول امکان‌پذیر نباشد، به دلیل مقدار کمی از مواد موجود، الگوهای بیان ژن را می‌توان از طریق تجزیه و تحلیل خوشه بندی ژن شناخت. این می‌تواند وجود انواع سلول‌های نادر را در یک جمعیت سلولی کشف کند که هرگز دیده نمی‌شود. به عنوان مثال، سلول‌های اختصاصی نادر در ریه که به نام یونوسیت‌های ریه بیانگر رگولاتور کنترلی کانال فیبروز کیستی هستند، در سال ۲۰۱۸ توسط دو گروه انجام دهنده scRNA-Seq بر روی اپیتلیوم هوایی ریه شناسایی شدند. | ## بخش 3: توالی‌یابی سلول تک | روش‌های اولیه سلول‌های جدا شده را به چاه‌های جداگانه جدا می‌کند؛ روش‌های جدیدی که در سلول‌های فردی در قطرات در یک دستگاه میکرو فلوئیدیک قرار می‌گیرند، جایی که واکنش رونویسی معکوس رخ می‌دهد، تبدیل RNAها به cDNAها. هنگامی که رونویسی معکوس تکمیل شود، cDNAهای بسیاری از سلول‌ها می‌توانند برای توالی ترکیب شوند؛ رونویسی از یک سلول خاص توسط بارکد منحصر به فرد شناسایی می‌شود. گام رونویسی معکوس بسیار مهم است زیرا کارایی واکنش RT باعث تعیین مقدار کل جمعیت RNA سلولی توسط ترتیب سنج می‌شود. فرایند پذیری نسخه‌های معکوس و استراتژی‌های پرایمر ممکن است بر تولید کامل cDNA و تولید کتابخانه‌ها به سمت ۳ 'یا ۵' پایان ژن‌ها متوسل شوند. ملاحظات جداسازی سلولهای تک راه‌های متعددی برای جداسازی سلول‌های انفرادی قبل از تکمیل و توالی کامل ژنوم وجود دارد. سلول‌های فردی می‌توانند توسط میکروومنپیولاساس جمع‌آوری شوند، به عنوان مثال، با رقت سریالی یا با استفاده از پکت یا نانولوله‌های پچ برای برداشت سلول‌های تک سلولی جمع‌آوری شوند. میکرو دیسکسیون لیزر ضبط (LCM) همچنین می‌تواند برای جمع‌آوری سلول‌های تک استفاده شود. اگر چه LCM دانش مربوط به مکان فضایی یک سلول نمونه درون بافت را حفظ می‌کند، سخت است که یک سلول تک سلولی را نیز بدون جمع‌آوری مواد از سلول‌های همسایه بدست آوریم. | ## جمع‌بندی | با این حال، هر دو روش ابتدا باید سلول‌های جدا شده را از محیط‌های میکروتیک خود حذف کنند، بنابراین باعث ایجاد اختلال در پروفایل‌های رونویسی در تحلیل بیان RNA می‌شود.