PIPseqケミストリーを用いたSingle-Cell RNAシーケンス

スケーラブルで柔軟なシングルセルシーケンスのワークフローにより、細胞レベルの洞察を得て複雑な生物学を解明し、新たなバイオマーカーを発見します。

PIPseqケミストリー

アクセスしやすく、スケーラブルなSingle-Cell RNAシーケンス

Single-Cell RNAシーケンス(scRNA-Seq)は、複雑な組織内の遺伝子発現を高解像度で示します。イルミナのシングルセルシーケンスソリューションは、スケーラブルかつ、マイクロ流体を必要としないワークフローにより、この革新的なアプローチをこれまで以上に利用しやすくしています。イルミナのシングルセルソリューションは、新しいPIPseq(パーティクルテンプレートインスタントパーティションシーケンス)ケミストリーを用いて、高性能かつ使いやすく、より多くの研究室にシングルセルシーケンス機能を提供します。

PIPseqケミストリーの利点

PIPseqケミストリーは、他のシングルセルアプローチの予算や技術的な制約を乗り越える、スケーラブルなボルテックスミキサーをベースにしたワークフローを提供します。この革新的な手法は、高感度かつ高精度な転写産物検出を可能にし、シングルセル研究者の経験を問わず、発見力を拡大します。

スケーラブル

何百から何百万もの細胞の幅広い処理範囲により、パイロットプロジェクトや低細胞多様性プロジェクトから複雑なスクリーニング、細胞アトラスの取り組みまで、さまざまな研究アプリケーションのニーズをサポート

柔軟な対応力

穏やかな分離技術で脆弱な細胞や希少な細胞も正確に検出し、カスタムアプリケーションに容易に適応

容易なアクセス

費用のかかる特殊な機器を必要とせず、標準的なラボ機器を使用して簡単に実装できるワークフロー

高い費用対効果

環境負荷が少なく、予算に組み込みやすい価格でありながら、主要な代替品と比べて最大5倍のセルを追加費用なしで解析可能

Illumina Single-Cell RNAシーケンスのアプリケーション

Illumina Single Cell 3′ RNA Prepは、マイクロ流体ベースの技術では難しい、脆弱な細胞や固形腫瘍などの複雑な組織、脳などのミエリンが豊富な組織からの転写産物の高感度検出が可能です。新しい発見への扉を開きます。

UCSDのこの研究では、PIPseqを使用して、30を超える網膜神経節細胞様ニューロンの各サブタイプが、単一細胞解像度で分類されました。これは、緑内障などの視神経障害における網膜再生を理解するために不可欠です。

UCSFのこの研究では、PIPseqを使用してシングルセルCRISPRスクリーニング研究を実施し、トランスクリプトーム全体の遺伝子摂動の影響を単一細胞解像度で明らかにしました。

このウェビナーでは、Broad InstituteのSheila Dodge氏が、同氏の研究チームがIllumina Single Cell 3′ RNA Prepを用いてPerturb-seq実験を拡大し、わずか5日間で500万を超える細胞を処理して、ゲノムワイドCRISPRの洞察を解き明かした方法について話します。

Abstract RNA illustration

困難なニューロンサンプル用に、大量の単一細胞を容易に生成できたことは驚異的でした。検出遺伝子、ダブレットエラー、ミトコンドリアのコンタミネーションレベルなどのシーケンス品質も、他の手法と同様に非常に優れています。

PIPseqを活用したこのアプローチは、研究室のレパートリーに加わり、あらゆる研究者にとって大きなインパクトを与えることは間違いありません。

Illumina Single Cell 3′ RNA Prepを用いた研究

免疫学、がん研究、神経生物学、植物生物学などの分野で、研究者がイルミナのシングルセルシーケンスをどのように利用しているかをご覧ください

UCSFの研究では、共培養したマクロファージと線維芽細胞にIllumina Single Cell 3′ RNA Prepを使用し、傷害に関連した線維症の発生に必要なこれらの細胞間の重要な相互作用を明らかにしました。

UCSFの研究では、混合表現型急性白血病サンプルにIllumina Single Cell 3′ RNA Prepを使用し、化学療法抵抗性のサブセット内に存在する細胞の多様性を調査しました。PIPseqによって、標準的な免疫表現型検査では検出されなかった細胞プロファイルが明らかになりました。

NYUの研究では、Illumina Single Cell 3′ RNA Prepを使用して大規模なシングルセル研究(100,000細胞/サンプル)を行い、複数のマウス種および遺伝子型の脳内の炎症性遺伝子を調べました。

UCSFとMemorial Sloan Ketteringがんセンターの研究者は、PIPseqにもとづく修正手法を使用して、既存の手法では捕捉が困難な、希少で不均一な骨髄集団である長期造血幹細胞を分離し、特徴づけました。

Max Planck Instituteとジョージア大学のサイエンティストは、質量分析法とIllumina Single Cell 3′ RNA Prepを組み合わせ、様々な植物組織の個々の細胞に含まれる4つの天然物クラスに属する16種類の代謝物の濃度を特定して定量しました。

シングルセルデータ解析の効率化

DRAGENのセカンダリー解析とIllumina Connected Multiomicsを用いて、シングルセルデータを解析・視覚化することができます。これらは強力なソフトウェアツールであり、シングルセルの結果を生物学的コンテキストに位置づけ、有意義な洞察を明らかにします。

DRAGEN server

シングルセルデータの高精度処理

シングルセルシーケンスデータは、Illumina Single Cell 3' RNA Prepで生成した生のシーケンスデータを処理するために最適化された、DRAGEN Single Cell RNAパイプラインを使用して解析されます。この強力なツールは、リードをリファレンスにアライメントしてマッピングし、位置ソートを実行した後、遺伝子マッチングを行います。エラー補正後、細胞あたりの固有の分子カウントを使用して細胞をフィルタリングし、最終的な発現マトリクスを生成します。結果はその後、Illumina Connected Multiomicsで視覚化されます。

サムネール

結果の視覚化と解釈

Illumina Connected Multiomicsは、シングルセルシーケンスデータを分析するための、効率的で使いやすいソフトウェアです。フィルタリング、ノーマライゼーション、次元削減、クラスター化、細胞分類、発現差異、およびパスウェイ解析などの内蔵ツールで、シングルセルアッセイから得られる洞察を最大限に引き出します。表現型メタデータを用いて結果に注釈を付けることで、より豊富な生物学的コンテキストを得ることができ、インタラクティブな2Dおよび3D可視化を活用して比較解析のために結果を統合します。

PIPseqの仕組み

ドロップレットベースのシステムとは異なり、PIPseqケミストリーはエマルジョンベースの粒子テンプレートインスタントパーティション(PIP)を使用して個々の細胞を分離し、バーコード化します。このアプローチにより、複雑なマイクロ流体計測機器の必要性を排除しつつ、高いキャプチャー効率を維持することができます。

サンプル調製中に、目的の細胞懸濁液をテンプレート粒子およびオイルと混合し、ボルテックスによりテンプレート化されたエマルジョンに分離します。エマルジョン内の細胞が溶解され、バーコードテンプレートによってmRNAがキャプチャーされます。キャプチャーされた転写産物は逆転写されてcDNAとなり、シングルセルライブラリーが作製され、Illumina NGSシステムでシーケンスされます。

Illustration showing how PIPseq works

3′ RNAシーケンシングでは、Illumina Single Cell Prep(ISCP)T100キットにより、主要なシングルセル代替3'RNAキット(LSCA)と同価格ながら1回の反応で5倍もの細胞を処理でき、より低コストで、より多くの固有の細胞の種類を同定できます。1

Illumina Single-Cell RNAシーケンシングワークフロー

Illumina Single Cell 3’ RNA Prepでは、複雑なワークフローやマイクロ流体装置を必要とせずに、シングルセルmRNAのキャプチャー、バーコード化、ライブラリー調製が可能です。イルミナのシーケンスとインフォマティクスソリューションを組み合わせることで、Illumina Single Cell 3’ RNA Prepは柔軟でスケーラブルなワークフローを提供し、より多くのラボで高性能のSingle-Cell RNAシーケンスを利用可能にします。

サムネール
1
サンプル調製

ボルテックスミキサーを使用してテンプレートエマルジョンを作成し、シングルセルmRNAをキャプチャーしてバーコード化します。

2
ライブラリー調製

cDNAを生成し、シーケンス用のシングルセルライブラリーを調製します。

3
シーケンス

NGSシステムでシーケンスを行い、研究の規模に合わせます。

4
シングルセルデータ解析

シングルセルデータを解析し、視覚化します。

Illumina single-cell sequencing workflows: critical steps and considerations
イルミナシングルセルシーケンスワークフロー: 重要なステップと検討事項

組織調製からデータ解析まで、シングルセルシーケンスの全ワークフローを1つのリソースでご覧いただけます。33ページにわたるeBookは、技術的なヒント、ワークフローの洞察、実際の推奨事項を満載し、信頼性の高い計画をサポートします。

イルミナのシングルセルシーケンス関連情報

シングルセルシーケンスの革命

eBookをダウンロードして、Illumina Single Cell 3′ RNA Prepケミストリーをご覧ください。コスト削減、ワークフローの簡素化、高品質のライブラリーの提供による、組織の全体像をより完全に把握する方法をご覧ください。

Illumina Connected Multiomicsでシングルセル研究を加速

フライヤーをダウンロードして、Illumina Connected Multiomicsがシングルセル研究をどのように拡大するかをご覧ください。イルミナのツールとDRAGEN解析によりマルチオミクスデータを統合、細胞間の関係性を視覚化し、発見を加速します。

精度を解き放つ:scRNA-SeqにおけるPIPseq Vの威力

このオンデマンドウェビナーでは、PIPseq Vが正確で分かりやすい洞察を提供することで、シングルセルシーケンスをどのように進化させるかを紹介します。ゲノム研究における実際のデータと新たな可能性がプレゼンターによって共有されます。

その他の情報

シングルセルと超微量インプットRNA-Seq

シングルセルRNA-Seqでは、バルクサンプリングで見落とされがちな細胞の違いを調べることができます。ハイスループットとロースループットのシングルセルシーケンス手法を紹介します。

がんシングルセル解析

NGSによるシングルセルシーケンスは、個々のがん細胞のゲノムまたはトランスクリプトームを調べ、細胞間のバリエーションを高解像度のビューで表示できます。

マルチオミクスシーケンシング手法

ゲノミクス、トランスクリプトミクス、エピジェネティクス、プロテオミクスからのデータを組み合わせることで、遺伝子型と表現型のつながりをより正しく理解できます。

RNAライブラリー調製

RNA-Seqライブラリー調製の進歩は、トランスクリプトーム研究に革命をもたらしています。当社の強化されたRNAシーケンスライブラリー調製ポートフォリオは、さまざまなタイプのシーケンス研究に対応します。これらのソリューションは、迅速なターンアラウンドタイム、幅広い研究の柔軟性、およびシーケンスのスケーラビリティを可能にします。

シングルセルシーケンスについて、お気軽にお問い合わせください。

PIPseq ケミストリーと Illumina Single Cell 3' RNA Prep が、研究をどのように加速できるかをご紹介や、お客様のアプリケーションに最適なソリューションをご提案いたします。

リソース

  1. 社内資料。Illumina, Inc, 2026.