C4 单细胞测序中，oligo文库 和 cDNA 文库 各自的功能和区别
在 C4 单细胞测序 中，oligo 文库 和 cDNA 文库 各自发挥不同的功能，分别负责标记、识别以及测序所需的特定任务。以下是它们的功能和区别：
1. Oligo 文库的功能和作用
Oligo 文库（寡核苷酸文库）通常用于以下功能：
1.1. 细胞条形码（Cell Barcoding）
- 功能：为每个单细胞分配一个独特的条形码（barcode）。这种条形码是通过寡核苷酸序列实现的，可以帮助在测序数据中区分每个单细胞的来源。
- 作用：当多个细胞的 RNA 被混合在同一个测序反应中时，条形码信息允许在数据分析阶段将不同细胞的转录本进行区分，避免混淆。
1.2. UMI（Unique Molecular Identifier）
- 功能：UMI 是一种用于去除 PCR 扩增过程中产生的重复片段的标记序列。每个原始的 RNA 分子都会被赋予一个独特的标识符，这样即使经过多轮扩增，分析时也能知道哪个序列是原始 RNA 的拷贝，避免计算重复。
- 作用：通过 UMI，可以在定量分析中更加准确地评估每个基因在每个单细胞中的表达水平，减少技术噪音。
1.3. 引物序列（Primer Sequences）
- 功能：用于在 cDNA 合成和 PCR 扩增过程中引导扩增反应的进行。
- 作用：引物序列使得 RNA 能够被逆转录为 cDNA，并在后续的扩增和测序中起到引导作用。
2. cDNA 文库的功能和作用
cDNA 文库 是通过逆转录将单细胞内的 RNA 转录为互补 DNA（cDNA），用于后续测序的文库。它的功能和作用如下：
2.1. 基因表达信息捕获
- 功能：cDNA 文库代表了从单细胞中提取的 RNA 序列的互补序列。通过逆转录反应，细胞中的 mRNA 被转录为更稳定的 cDNA 分子，并在后续的测序中被捕获和读取。
- 作用：cDNA 文库是分析每个单细胞基因表达情况的核心部分，通过高通量测序技术，可以捕获每个单细胞的转录组，并提供每个基因的表达水平。
2.2. 测序文库准备
- 功能：cDNA 文库是构建测序文库的基础，通过加入测序接头和扩增，可以为高通量测序平台准备合适的文库。
- 作用：通过 cDNA 文库，可以在 Illumina 或其他测序平台上读取每个单细胞的转录本序列，用于下游的生物信息学分析。
3. Oligo 文库和 cDNA 文库的区别
| 属性 | Oligo 文库 | cDNA 文库 |
|---|---|---|
| 主要组成 | 含有条形码、UMI、引物等寡核苷酸序列 | 通过逆转录获得的互补 DNA 序列，代表单细胞中的 RNA 序列 |
| 功能 | 标记单细胞、唯一分子标记、引导 PCR 扩增 | 保存并扩增单细胞的 RNA 序列，进行基因表达分析 |
| 作用 | 用于区分不同单细胞，并减少扩增带来的噪音 | 提供每个细胞的基因表达信息，用于后续测序和数据分析 |
| 使用阶段 | 在样本处理和扩增过程中使用，标记细胞和分子 | 在测序文库构建过程中使用，捕获基因表达并准备测序 |
| 技术细节 | 包含细胞条形码、UMI、引物序列等，用于标识和扩增 | 通过逆转录将 RNA 转录为 cDNA，并用于高通量测序 |
4. 为什么在 C4 单细胞测序中需要两种文库？
在单细胞测序过程中，oligo 文库 和 cDNA 文库 分别承担了标记和捕获的任务，它们共同确保了测序数据的完整性和准确性。
- Oligo 文库 确保可以追踪每个单细胞的来源，并准确统计每个原始 RNA 分子的数量。通过条形码和 UMI 的引入，能够在测序数据中精确地区分不同细胞以及去除扩增偏差。
- cDNA 文库 是测序的核心部分，提供了每个细胞的转录组信息。通过 cDNA 文库的构建，研究人员可以在高通量测序平台上读取单细胞的基因表达数据，并进行后续的分析。
总结
在 C4 单细胞测序中，Oligo 文库 用于标记和识别每个单细胞，保证了数据的溯源性和准确性；cDNA 文库 则捕获了单细胞的 RNA 信息，用于基因表达分析。这两种文库的结合确保了单细胞测序的精确性和完整性，是获得高质量数据的关键步骤。