與傳統(tǒng)的全基因組測(cè)序相比，單細(xì)胞測(cè)序不僅測(cè)量基因表達(dá)水平更加精確，而且還能檢測(cè)到微量的基因表達(dá)子或罕見非編碼RNA，其優(yōu)勢(shì)是全方位和多層次的。單細(xì)胞全基因組測(cè)序技術(shù)是在單細(xì)胞水平對(duì)全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測(cè)序的一項(xiàng)新技術(shù)。其原理是將分離的單個(gè)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之后通過外顯子捕獲進(jìn)而高通量測(cè)序用于揭示細(xì)胞群體差異和細(xì)胞進(jìn)化關(guān)系。

首先，單細(xì)胞測(cè)序和基因組測(cè)序是兩個(gè)概念，合在一起的話這個(gè)范圍就會(huì)縮小的非常小，不利于后續(xù)展開討論。那我們分開討論一下好了。首先基因組測(cè)序：這個(gè)通常情況下指將樣本的全基因組測(cè)了。一般用在檢測(cè)snp InDel等單核苷酸或小片段的變異，以及染色體結(jié)構(gòu)變異和拷貝數(shù)變異等。也就是一般所說(shuō)的看我們的DNA和正常健康人有什么區(qū)別這種，哪些片段可能致病等等。但是目前的生物學(xué)并不是說(shuō)獲得了全基因組DNA就可以解釋一切了，事實(shí)上二代測(cè)序這個(gè)技術(shù)目前在科研界也算是很前沿。而用途也不僅僅就是測(cè)一個(gè)全基因組DNA。譬如有的科研工作者關(guān)注表觀遺傳，就是由DNA甲基化或者組蛋白甲基化引起的變化，有的則關(guān)注轉(zhuǎn)錄水平的變化，還有的關(guān)注長(zhǎng)鏈非編碼RNA--目前比較時(shí)尚的一個(gè)研究熱點(diǎn)，還有關(guān)注miRNA的，總之各種各樣。這時(shí)候他們就會(huì)把同一個(gè)組織，譬如一小坨肉，提取它的DNA研究基因組變化，提取它的RNA研究轉(zhuǎn)錄組變化，搞個(gè)抗體處理下做個(gè)免疫共沉淀研究轉(zhuǎn)錄因子的變化，等等。也就是說(shuō)二代測(cè)序的應(yīng)用場(chǎng)景有很多，不局限于全基因組測(cè)序。第二單細(xì)胞測(cè)序：這個(gè)主要是將單個(gè)細(xì)胞分離出來(lái)，然后抽提其DNA，或RNA等進(jìn)行測(cè)序。也就是說(shuō)只要拿到單細(xì)胞了，你提取到什么就可以測(cè)什么，不局限于全基因組測(cè)序。通常來(lái)說(shuō)，像做疾病病人樣本的一般并不需要單細(xì)胞測(cè)序，因?yàn)椴≡罱M織可能比較大，很多病灶均一性也還可以，對(duì)照也通常是外周血等，做單細(xì)胞費(fèi)錢而且意義并不是非常大。就算是組織特異性很強(qiáng)很小的組織，也可以用激光顯微切割來(lái)拿到組織而不必非用單細(xì)胞測(cè)序不刻。那么什么時(shí)候會(huì)非要用單細(xì)胞才能解決問題呢？我說(shuō)幾個(gè)常見的場(chǎng)景研究胚胎發(fā)育時(shí)期的，或者干細(xì)胞的。因?yàn)榕咛グl(fā)育是從少數(shù)幾個(gè)細(xì)胞發(fā)展到多數(shù)細(xì)胞的過程，其中最早期時(shí)候幾個(gè)干細(xì)胞如何進(jìn)行分化，或者說(shuō)外胚層中胚層如何進(jìn)一步分化出神經(jīng)組織這塊，材料及其難取，并且確確實(shí)實(shí)真就是那么幾個(gè)細(xì)胞起作用然后導(dǎo)致組織分化。這時(shí)候科學(xué)家們就會(huì)用單細(xì)胞測(cè)序的手段，搞一個(gè)到若干個(gè)細(xì)胞出來(lái)，然后建庫(kù)測(cè)序，這時(shí)候測(cè)全基因組的意義也不大。因?yàn)榻M織的DNA都是一樣的，完全可以等這個(gè)胚胎長(zhǎng)大點(diǎn)再進(jìn)行測(cè)序。所以一般單細(xì)胞主要測(cè)轉(zhuǎn)錄組、甲基化等（我不知道單細(xì)胞是否可以測(cè)甲基化，只是因?yàn)?010年那會(huì)兒開始甲基化非常火，譬如5hmc等發(fā)了很多cns）。譬如2013年單細(xì)胞測(cè)序就發(fā)了很多測(cè)轉(zhuǎn)錄組的文章，并且證實(shí)胚胎干細(xì)胞發(fā)育的異質(zhì)性存在（其實(shí)這結(jié)論不說(shuō)我也知道）等等有趣的發(fā)現(xiàn)。非常早期的產(chǎn)前診斷，這就可以上題主的單細(xì)胞全基因組測(cè)序了。譬如我曾經(jīng)跟耶魯?shù)呐诵侨A教授聊過（這家伙是單細(xì)胞測(cè)序的高手，建了一整套單細(xì)胞測(cè)序的體系。據(jù)說(shuō)還開了個(gè)公司還賣了個(gè)試劑盒給QIAGEN）。他說(shuō)國(guó)外有嘗試分離孕婦外周血中混雜的胎兒有核紅細(xì)胞，然后，想測(cè)什么測(cè)什么。這里最難的在于如何分離胎兒有核紅細(xì)胞?，F(xiàn)在有技術(shù)可以把 試管嬰兒 8細(xì)胞時(shí)期，取一個(gè)細(xì)胞出來(lái)，做二代測(cè)序，來(lái)看這個(gè)小孩可能有什么遺傳病。當(dāng)然僅僅看21三體等染色體變異病。那么個(gè)人感覺（不負(fù)責(zé)任的猜測(cè)啊）我們就可以拿這個(gè)細(xì)胞做全基因組測(cè)序，來(lái)看這個(gè)小孩可能有什么遺傳病。比僅僅看三體這種精確很多呢。所以題主的問題--單細(xì)胞基因組測(cè)序的意義--應(yīng)該就是我最后說(shuō)的應(yīng)用場(chǎng)景的第二點(diǎn)和第三點(diǎn)咯。

高通量測(cè)序技術(shù)飛快向前發(fā)展，測(cè)序價(jià)格更是由第一個(gè)人類基因組測(cè)序成本的30億美元下降到5000-10,000美元，然而在遺傳信息用于醫(yī)療診斷和疾病治療的過程中，科研人員仍面臨一個(gè)問題，那就是如何通過一個(gè)細(xì)胞樣本測(cè)通基因組序列。之前的測(cè)序都是忽略細(xì)胞間的差異，而對(duì)同一組織的大量細(xì)胞的測(cè)序往往會(huì)生成多重?cái)?shù)據(jù)，這不利于追蹤細(xì)胞病變過程和細(xì)胞間狀態(tài)差異。面對(duì)這一科學(xué)困境，以單細(xì)胞為樣本的測(cè)序技術(shù)可對(duì)細(xì)胞內(nèi)30億對(duì)堿基測(cè)序從而拓展了這一領(lǐng)域內(nèi)的研究。單細(xì)胞全基因組測(cè)序技術(shù)是在單細(xì)胞水平對(duì)全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測(cè)序的一項(xiàng)新技術(shù)。其原理是將分離的單個(gè)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(cè)序用于揭示細(xì)胞群體差異和細(xì)胞進(jìn)化關(guān)系。

單細(xì)胞基因組測(cè)序技術(shù)是一種讓人難以置信的新技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用潛力無(wú)法估量，我們可以憑借這種技術(shù)輕而易舉的攻克腫瘤難題。

總結(jié)

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