技術詳情
Barcode長(cháng)度和ba裡黑rcode文庫複雜度
使用核苷酸創建barcode 涉及爲好文不同的信息分配獨特的DNA序列。首先,可以使用一個短的核苷酸序列編碼基礎信息,西員例如一個特定細胞的标識符。具體而言,“ATCG”可能(néng)代表細胞1,外聽“TAGC”代表細胞2。随著(zhe)barcode長(cháng)間票度的增加,編碼信息的複雜性和多資少樣(yàng)性會(huì)呈指數級增長(cháng)們線。Barcode的長(cháng)度越長(c西明háng),可用的排列組合數量越多,其識别更多變體的能(néng)力也越強。河還
Barcode 文庫的最大複雜度可以根據給定的一組核苷著自酸其生成(chéng)的排列組合數目計算。對(duì)于随機核苷酸的barco的跳de ,每個位置可能(néng)有四種(zhǒng)結果:A、T、G分爸或C。給定barcode長(cháng)度(N)的票報排列組合總數(複雜度)爲4N。例如:一個随機NNN barcode 有64種(zhǒ體技ng)(43)可能(néng)的組合。随著(zhe)b事亮arcode長(cháng)度的什影增加,複雜度呈指數級增長(cháng)飛草。這(zhè)種(zhǒng)指數增長(c木弟háng)彰顯了barcode文庫可使用作拿更長(cháng)的序列來編碼信息的能(néng)力行在,因爲它允許barcode中擁有數量衆多的唯一标識符。
載體和barcode設計
設計病毒載體中barcode的位置需要策略性的考量,以确保讀取計數的有效性以及報電與文庫克隆、篩選和去卷積分析過(guò)程的兼容性。藍冷對(duì)于慢病毒載體,barcode應位于到病錯員毒載體的整合區域中,确保它與相關遺傳元件(如gRNA或可變區域)愛綠一起(qǐ)穩定整合到宿主基因組中。如果將(jiāng)barcode玩農定位在轉錄區域内,將(jiāng)可通過(guò)車北RNA轉錄物進(jìn)行barcode讀取。爲了方便後(h電化òu)續分析,所選barcode序列應兼容PCR,以對妹便有效且均勻地擴增。此外,barcode設計應适用于N輛西GS,确保在測序過(guò)程中可檢測和準确量化。理想情況下,barcode序章草列不應幹擾所研究的生物過(guò)程,以避免結現和果出現人工假象,但這(zhè)通常要求充備的見討先驗知識以進(jìn)行判斷。
設計barcode還(hái)需要腦高考慮所謂一對(duì)一或多對(duì)一策略。Barcode和問湖可變區之間的一對(duì)一關系意味著(z聽廠he)單個barcode僅代表一場林個可變區,這(zhè)确保了bar門小code與其各自的可變區之間直接關聯。而在多對(du站技ì)一關系中,多個barcode可以代表相同的可變區。業術這(zhè)種(zhǒng)策略具有特别的優勢:首先,將(jiāng)表示相同志事可變區的多個barcode視爲重複樣(yàng)本讀一,從而增強了陽性結果的可統計性。這(zhè)種工分(zhǒng)統計數據量的提升有利于識别真正的陽性結果藍煙并將(jiāng)其與高通量實驗中産生的随機變化相區分。其次,爲同一可變區多那使用多個barcode可以進(jìn)行克隆分析,這(zhè)對(duì厭農)于研究異質性細胞群(如腫瘤細胞)也有重要的價值。
Barcode基因遞送和NGS分析
爲了將(jiāng)DNA barcode慢拿遞送到細胞中,研究人員可以使用病毒載體如慢熱筆病毒、AAV和逆轉錄病毒系統,或者非病毒載體如pi要公ggyBac和Sleeping Beauty的轉座子系統。特别科厭是在NGS分析時(shí),分離細胞要要的barcode需要确定使用RNA還(hái)是基因頻聽組DNA用作barcode讀取,而這(zhè)是由了船將(jiāng)barcode引入細胞的基因遞送系統類要媽型決定的。將(jiāng)barcode永久性森謝地整合到細胞基因組中的系統有利于基因組DNA的分離。然而,這(z畫藍hè)還(hái)需要确保它們适合于PCR擴增并與NGS測序兼容。另一方面(下光miàn),如果barcode作爲轉錄本的一部分表達,RN雨錢A則反映了barcode的讀取信号。在單細胞RNA測序實雜子驗中,如Perturb-Seq和CROP-Seq,需要同時(shí)捕獲會笑轉錄本和barcode信息,R業到NA讀取對(duì)于實驗設計的兼容性至關重要。總而愛關言之,barcode讀取策略的選擇與barcode遞送系統的既定知如特征以及實驗目标是密切關聯的,而這(zhè)也印證了高度定制化的實驗方法知雪對(duì)于相對(duì)獨特的研究的重要性。
實驗數據
圖1 一個N(21)barcode的核苷酸分布,使歌海用簡并核苷酸策略顯示每個位置的A、C、G、T的百分比信喝。該圖表明在所有位置的核苷酸比例分布相近。