Microdroplet-based one-step RT-PCR for ultrahigh throughput single-cell multiplex gene expression analysis and rare cell detection
Notice bibliographique
Résumé
Gene expression analysis of individual cells enables characterization of heterogeneous and rare cell populations, yet widespread implementation of existing single-cell gene analysis techniques has been hindered due to limitations in scale, ease, and cost. Here, we present a novel microdroplet-based, one-step reverse-transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) platform and demonstrate the detection of three targets simultaneously in over 100,000 single cells in a single experiment with a rapid read-out. Our customized reagent cocktail incorporates the bacteriophage T7 gene 2.5 protein to overcome cell lysate-mediated inhibition and allows for one-step RT-PCR of single cells encapsulated in nanoliter droplets. Fluorescent signals indicative of gene expressions are analyzed using a probabilistic deconvolution method to account for ambient RNA and cell doublets and produce single-cell gene signature profiles, as well as predict cell frequencies within heterogeneous samples. We also developed a simulation model to guide experimental design and optimize the accuracy and precision of the assay. Using mixtures of in vitro transcripts and murine cell lines, we demonstrated the detection of single RNA molecules and rare cell populations at a frequency of 0.1%. This low cost, sensitive, and adaptable technique will provide an accessible platform for high throughput single-cell analysis and enable a wide range of research and clinical applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».