單細(xì)胞基因組是在單細(xì)胞水平對全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測序的一項新技術(shù)。其原理是將分離的單個細(xì)胞的微量全基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增，獲得高覆蓋率的完整的基因組后進(jìn)行高通量測序用于揭示細(xì)胞群體差異和細(xì)胞進(jìn)化關(guān)系。
從方法學(xué)角度來看，獲得高覆蓋率高保真性的全基因組擴(kuò)增產(chǎn)物是準(zhǔn)確全面的測序結(jié)果的保障。多重置換擴(kuò)增(multipledisplacementamplification，MDA)利用隨機(jī)引物和等溫擴(kuò)增可以獲得高保真的DNA大片段，但該方法的主要缺陷在于非平衡的基因組覆蓋率、擴(kuò)增偏倚、嵌合序列及非特異擴(kuò)增等。盡管各種改進(jìn)的策略正在逐步減少這些缺陷，高覆蓋率、高保真性及高特異性的擴(kuò)增仍然是亟待解決的問題。
單細(xì)胞基因組優(yōu)勢:
1、降低PCR擴(kuò)增偏倚，使得單細(xì)胞中93%的基因組能夠被測序。這種方法使得檢測單細(xì)胞中較小的DNA序列變異變得更容易，因此能夠發(fā)現(xiàn)個別細(xì)胞之間的遺傳差異。這樣的差異可以幫助解釋癌癥惡化的機(jī)制，生殖細(xì)胞形成機(jī)制，甚至是個別神經(jīng)元的差異機(jī)制。
2、靈敏度高:單細(xì)胞、單染色體或0.5pg的基因組DNA即可進(jìn)行擴(kuò)增。
3、擴(kuò)增均勻性顯著優(yōu)于其它技術(shù)，測序數(shù)據(jù)可進(jìn)行CNV分析，用于21三體等染色體變異檢測。
4、擴(kuò)增產(chǎn)物用途廣泛:可用于二代測序、微陣列、qPCR、基因克隆。
現(xiàn)在已經(jīng)成功應(yīng)用于人類單精子、植入前產(chǎn)前篩查的囊胚和極體、早期發(fā)育胚胎、腫瘤細(xì)胞、刑偵現(xiàn)場痕量物證和部分微生物。
