Omics information maximization in single-cell sequencing with hybrid molecular and computational approaches
使用混合分子和计算方法实现单细胞测序中的组学信息最大化
基本信息
- 批准号:10657366
- 负责人:
- 金额:$ 47.1万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-09-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AlgorithmsBioinformaticsBiological AssayBiological ModelsBiologyCellsCellular biologyCharacteristicsComplementary DNAComplexConsumptionDNADataData SetDevelopmentDropoutEngineeringGenomeGenomicsGoalsHumanHuman BiologyHybridsLibrariesLymphocyteMethodsMolecularPeripheralPhasePolymerasePreparationPrimer ExtensionResearchSamplingSepharoseSignal TransductionSolidSourceTechniquesTechnologyVisionassay developmentcohortcomputer frameworkdata integrationexperimental studyhuman diseaseimprovedinnovationmagnetic beadspreservationprogramsscale upsingle cell sequencingtranscriptome sequencing
项目摘要
ABSTRACT
The overall goal of the proposed research program is to improve our understanding of single cell biology through
information maximization techniques, by applying molecular engineering and computational approaches in
sequencing. Specifically, single cell sequencing is rapidly becoming the predominant method for studying human
biology and disease because it removes the confounding factor of sequencing cell mixtures in bulk. However, it
has major pitfalls: significant material consumption during library preparation, noisy data readouts and signal
dropout, and unclear paths for data integration across datasets.
The overall vision of the proposed research program is to develop a pan-omic analysis strategy that enables
perpetual re-use of any single cell source material. It revolves around a hybrid molecular engineering and
computational framework that is loosely inspired by principles found in computing. The experimental core of the
proposed research program revolved around a new molecular technology referred to as APEX (‘Attachment-
based Primer EXtension’). The major innovation of APEX is the covalent conjugation of genomic material (i.e.
DNA or cDNA) to a solid phase support such as an agarose magnetic bead, followed by utilizing only polymerase-
based assays for non-destructive molecular interrogation.
In this project, we will focus APEX development on single cell transcriptome sequencing applications, with
general applicability to genome biology. As a model system, we will utilize peripheral lymphocytes as they consist
of complex subpopulations with distinct characteristics at multiple levels of omic features. The project will focus
on assay development and optimization, development of bioinformatic algorithms for data integration, and scale
up to large cohorts as a demonstration of the scalability of the technology.
抽象的
拟议的研究计划的总体目标是通过
信息最大化技术,通过应用分子工程和计算方法
测序。具体而言,单细胞测序迅速成为研究人类的主要方法
生物学和疾病是因为它消除了大量测序细胞混合物的混杂因素。但是,它
有重大的陷阱:图书馆准备期间的大量材料消耗,噪音数据读数和信号
辍学和跨数据集的数据集成的不清楚路径。
拟议的研究计划的总体愿景是制定泛滥分析策略,以实现
永久重复任何单个单元源材料。它围绕混合分子工程和
计算框架是受到计算中原理的启发的。实验核心
拟议的研究计划围绕一种新的分子技术开发,称为Apex('eTteconment--
基于底漆的扩展”。顶点的主要创新是基因组材料的共价共轭(即
DNA或cDNA)到固相支撑,例如琼脂糖磁珠,然后仅使用聚合酶 -
基于非破坏性分子询问的测定法。
在这个项目中,我们将把Apex开发集中在单细胞转录组测序应用程序上,并使用
一般适用于基因组生物学。作为模型系统,我们将使用外周淋巴细胞在它们组成的情况下使用
在多个级别的imic特征下具有不同特征的复杂亚群。该项目将集中
关于测定开发和优化,用于数据集成的生物信息学算法的开发,并扩展
最多可作为技术的可扩展性演示。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Profiling SARS-CoV-2 mutation fingerprints that range from the viral pangenome to individual infection quasispecies.
- DOI:10.1186/s13073-021-00882-2
- 发表时间:2021-04-19
- 期刊:
- 影响因子:12.3
- 作者:Lau BT;Pavlichin D;Hooker AC;Almeda A;Shin G;Chen J;Sahoo MK;Huang CH;Pinsky BA;Lee HJ;Ji HP
- 通讯作者:Ji HP
Single-cell multi-gene identification of somatic mutations and gene rearrangements in cancer.
- DOI:10.1093/narcan/zcad034
- 发表时间:2023-09
- 期刊:
- 影响因子:5.1
- 作者:
- 通讯作者:
Single-nucleus RNA sequencing of human pancreatic islets identifies novel gene sets and distinguishes β-cell subpopulations with dynamic transcriptome profiles.
- DOI:10.1186/s13073-023-01179-2
- 发表时间:2023-05-01
- 期刊:
- 影响因子:12.3
- 作者:
- 通讯作者:
Single-molecule methylation profiles of cell-free DNA in cancer with nanopore sequencing.
- DOI:10.1186/s13073-023-01178-3
- 发表时间:2023-05-03
- 期刊:
- 影响因子:12.3
- 作者:
- 通讯作者:
GITR and TIGIT immunotherapy provokes divergent multicellular responses in the tumor microenvironment of gastrointestinal cancers.
- DOI:10.1186/s13073-023-01259-3
- 发表时间:2023-11-26
- 期刊:
- 影响因子:12.3
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- 通讯作者:
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