Станция для работы с единичными клетками и молекулами 10X Genomics Chromium™ Controller

Описание

Система, разработанная компанией 10x Genomics, предназначена для пробоподготовки к высокопроизводительному анализу генома, экзома, транскриптома, CNV и др. единичных клеток методом NGS на платформе Illumina.

В основе системы лежит уникальная технология баркодирования индивидуальных молекул нуклеиновых кислот отдельных клеток.

Компоненты системы 10x Genomics

• Станция Chromium™ Controller
• Чипы, аксессуары и реагенты для создания эмульсии единичных клеток и обратной транскрипции
• Реагенты для подготовки библиотек к NGS
• Программное обеспечение для обработки и визуализации данных Single Cell анализа

 

Станция Chromium™ Controller

Станция Chromium™ Controller позволяет быстро инкапсулировать одиночные клетки или молекулы геномной ДНК в тысячи индивидуальных эмульсионных капель с гелевыми частицами (GEMs), каждая из которых содержит уникальный баркод для мультиплексирования.

В качестве исходного образца используется суспензия живых клеток в буферном растворе (PBS или аналогичный, сохраняющий жизнеспособность клеток). Она помещается на чип, который, в свою очередь, процессируется в приборе.

Устройство чипа для станции Chromium™ Controller

 

 

В микроканалах чипа живые клетки из суспензии, проходя через масляный барьер, распределяются по индивидуальным эмульсионным каплям.

 

 

Каждая такая капля будет содержать:

• гелевую частицу с олигонуклеотидами, несущими баркоды,
• живую клетку,
• реагенты для лизиса клетки и обратной транскрипции.

Эмульсионная капля с гелевой частицей (Gel Bead-in-Emulsion, GEM)

 

 

Полученные суспензии отбирают из лунок чипа и помещают в амплификатор для проведения обратной транскрипции. При этом гелевые частицы и клеточные структуры разрушаются, закреплённые на них олгонуклеотиды высвобождаются, а свободная мРНК связывается с поли-dT-хвостом каждого олигонуклеотида, несущего баркод.

 

 

Структура баркодов, используемых в системе 10X Genomics, достаточно проста. Каждый олигонуклеотид на гелевой частице несёт:

• баркод 10X (16 нуклеотидов, одинаковый в пределах одной гелевой частицы),
• метку UMI (Unique Molecular Identifier, 12 нуклеотидов, уникальна для каждого нуклеотида),
• поли-dT-хвост (30 нуклеотидов).

Такая структура обеспечивает индивидуальной меткой каждую клетку (с помощью 10x-баркода) и каждый транскрипт, включая копии, в пределах этой клетки (за счёт UMI).

Баркодированные нуклеиновые кислоты единичных клеток служат объектом для последующей подготовки NGS-библиотек, совместимых со всеми моделями секвенаторов Illumina. Реагенты для подготовки библиотек также входят в состав набора для процессирования клеток. Полученная библиотека имеет все необходимые баркоды и вставку с транскриптом:

 

 

Подобная технология распределения и баркодирования клеток может быть использована для анализа 5’- и 3’- экспрессии генов (рекомендуемая глубина прочтения – порядка 20 000 ридов на 1 клетку), CNV (события размером до 2 Mb – в одиночных клетках и до 10 0kb – в клеточной популяции), V(D)J-рекомбинаций в Т- и B-клетках, доступности хроматина (протокол ATAC-seq), а также высококачественной сборки de novo с использованием технологии меченых ридов (Linked-reads).

 

Программное обеспечение 10X Genomics

С помощью бесплатного программного обеспечения, размещенного на портале поддержки 10X Genomics, вы cможете обработать демонстрационные или реальные данные секвенирования и визуализировать всю полученную информацию. Там же вы найдете примеры проведенных экспериментов, исходные данные секвенирования (FASTQ) и протоколы.

 

Технические характеристики

Совместимые платформы для NGS	Illumina
Производительность	До 8 образцов клеточных суспензий за запуск
Процессивность	До 80 000+ клеток за запуск
Время обработки клеток	10 - 20 мин
Уровень дупликации	0.9% на 1 000 клеток
Программное обеспечение, входящее в комплект поставки прибора	Cell Ranger™ – ПО для обработки данных  Loupe™ Cell Browser – ПО для визуализации результатов