DNBELAB 單細胞 ATAC

DNBelab 單細胞 ATAC 測序技術為華大基因依託自主研發的 DNBelab C 系列建庫系統(含 C-TaiM4 液滴生成儀)與 DNBSEQ 測序平台打造的高通量表觀遺傳學技術,核心用於單個細胞層級解析染色質可及性分布,精準定位啟動子、增強子等開放染色質區域,揭示基因表達調控的表觀遺傳基礎。作為國產單細胞表觀組學技術標竿,其突破進口平台技術壟斷,兼具快速建庫、低污染、多模態相容的核心優勢,依託精密壓力驅動微流控技術,可實現數萬細胞核的高效捕獲與文庫製備,且能與單細胞轉錄組資料聯動分析,打破表觀狀態與基因表達的研究壁壘。該技術廣泛應用於發育生物學、衰老機制研究、腫瘤異質性解析、神經科學等領域。

原理介紹

DNBelab 單細胞 ATAC 測序技術基於「微流控捕獲—轉座酶介導片段化—專屬 Barcode 標記」核心邏輯,結合 DNB 文庫優勢實現高效精準的染色質可及性解析:透過 DNBelab C-TaiM4 單細胞液滴生成儀,將單個細胞核、Tn5 轉座酶反應體系及攜帶專屬細胞 Barcode 的凝膠珠包裹於油包水微滴中,確保每個微滴僅含一個細胞核。Tn5 轉座酶可特異性結合染色質開放區域,對其進行切割並插入測序接頭,實現染色質片段化與標記同步完成,整個細胞核分離與標記過程僅需 6 分鐘,大幅提升實驗效率。標記後的片段經擴增、DNB 文庫建構後,透過 DNBSEQ 測序平台完成高通量測序。藉由細胞 Barcode 將測序 reads 精準分配至對應單細胞,經基因體比對與峰值分析,定位每個細胞的開放染色質區域,結合轉錄因子基序富集與標的 gene 註釋,建構「染色質可及性—基因調控」關聯網絡,同時可與轉錄組資料聯動,實現表觀狀態與基因表達的精準映射。

文獻案例

《Nature communications》發表題為 "Multiomics and cellular senescence profiling of aging human skeletal muscle uncovers Maraviroc as a senotherapeutic approach for sarcopenia" 的研究論文。研究採集老年肌少症患者與健康族群的骨骼肌樣本,透過 DNBelab 單細胞 ATAC 測序同步解析染色質可及性與細胞衰老表型,結合轉錄組、蛋白組資料建構多組學關聯網絡。結果發現,肌少症患者肌肉中衰老相關細胞(SASP 陽性)比例顯著升高,其發炎路徑基因調控區域染色質可及性異常增強,且 CCR5 基因啟動子區域開放度與衰老細胞豐度呈正相關。進一步驗證表明,CCR5 抑制劑馬拉維若可顯著下調衰老相關基因調控區域的染色質可及性,減少衰老細胞累積,同時改善肌纖維功能相關基因的表觀調控狀態,緩解肌肉萎縮表型。該研究透過表觀組學視角明確馬拉維若的抗肌少症作用機制,彰顯 DNBelab 單細胞 ATAC 技術在衰老相關疾病藥物篩選與機制解析中的核心價值。

送樣標準

單細胞 / 細胞核懸液

細胞濃度 1×10⁵–5×10⁶個/mL,體積≥1mL/份,無血清培養基重懸並添加 0.04% 牛血清白蛋白;4°C 冷藏運輸,避免震盪與反覆凍融;細胞活性≥85%,無紅血球、雜質聚團,嚴禁使用含 EDTA 緩衝液,細胞核懸液需新鮮製備。

新鮮組織樣品

重量≥0.1g/份(肌肉、腫瘤、臟器等),取材後立即置於專用組織保存液中,4°C 冷藏運輸(嚴禁冷凍),24 小時內送達;註明組織類型、部位及處理條件,避免組織壞死,適配間質豐富組織解離。

細胞株 / 類器官樣品

細胞量≥1×10⁶個/份(細胞株)、類器官重量≥0.05g/份;細胞株消化為單細胞懸液後 4°C 運輸,類器官置於保存液中冷藏運輸;註明培養條件、藥物干預或誘導分化資訊,確保細胞狀態穩定。

凍存細胞樣品

細胞沉澱≥5×10⁶個/份,用無 EDTA 專用凍存液梯度凍存,液氮保存後乾冰運輸;解凍後立即製備單細胞懸液,快速洗滌去除凍存液,全程低溫操作,凍存時間不超過 3 個月,細胞活性≥80%。

肌肉 / 結締組織樣品

重量≥0.2g/份,取材後去除筋膜雜質,置於專用保存液中 4°C 冷藏運輸,12 小時內送達;註明採樣部位、年齡及健康狀態,避免機械損傷,適配衰老機制研究相關樣本。

交付內容

樣本品質檢測報告

包含細胞 / 細胞核活性、濃度與純度檢測結果,染色質完整性驗證,文庫建構品質(片段分布、接頭污染率)及測序品質報告(Q30 值≥90%)。

原始測序資料

Fastq 格式原始測序 reads、Barcode 分配統計資料、測序品質管制報告、峰值 Calling 原始資料及 DNB 文庫建構參數。

資料分析報告

涵蓋細胞聚類分析圖、各亞群染色質開放區域註釋結果、差異開放區域火山圖、轉錄因子基序富集分析、基因調控網絡建構及與轉錄組資料聯動分析結論。

常見問題

完整細胞的細胞膜與細胞質成分可能干擾 Tn5 轉座酶與染色質的結合,降低開放區域捕獲效率。細胞核懸液可去除細胞質干擾,更精準反映染色質天然狀態,且 DNBelab C-TaiM4 儀器可快速完成細胞核分離與標記,6 分鐘即可完成核心步驟,兼顧效率與準確性。

核心優化方向:一是確保細胞核活性≥85%,透過密度梯度離心去除死細胞與雜質;二是調整轉座酶濃度與反應時間,適配不同樣本類型的染色質特性;三是增加測序深度,提升低豐度開放區域的檢測靈敏度;四是嚴格控制樣本運輸與處理時間,避免染色質降解。

依託 DNBelab 平台多組學相容性,對同--樣本同步開展 ATAC 測序與單細胞轉錄組測序,透過共同的細胞 Barcode 實現資料精準關聯。資料分析時,將染色質開放區域與對應基因表達水準映射,預測調控標的 gene,建構「表觀調控—轉錄表達」因果鏈,同時利用轉錄組註釋結果優化 ATAC 資料的細胞分群準確性。

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