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单细胞RNA测序已彻底改变了我们对细胞系统的理解，然而，对短读长测序的依赖将分析限制在基因层面的定量，并掩盖了由可变剪接产生的巨大生物多样性。尽管长读长测序技术能够捕获全长RNA并解析转录本同工型，但现有平台仍受通量和较高的单碱基成本限制，因而难以适用于当代百万细胞级应用。为应对这一关键局限，我们开发并优化了测序-扩增（sequencing-by-expansion，SBX）化学体系，用于高通量单细胞RNA同工型分析。SBX集成于AXELIOS 1测序平台中，采用一种独特的生化转化过程，将互补DNA转化为扩增的高信噪比替代聚合物，称为Xpandomers，并通过穿行于致密纳米孔阵列的方式进行测序，在两小时运行中可产生超过95亿条读段。为利用这种独特的数据类型开展长读长单细胞RNA同工型测序，我们开发了基于最长长度的共识UMI去重算法（Consensus UMI Deduplication using Longest Length，CUDLL），该算法在计算上将可变长度的原始SBX读段整合为单条高保真共识读段，将序列准确率提升至99.83%，并最大化每个转录本的读段长度。我们证明，这一共识策略能够成功捕获单细胞文库中极其丰富的同工型多样性，并实现对外周血单个核细胞中不同细胞类型差异同工型表达的准确测量。此外，结合CUDLL的SBX可直接从全转录组文库中高效解析T细胞和B细胞受体克隆型，而无需VDJ特异性靶向富集。总体而言，本研究确立了SBX及AXELIOS 1作为一种变革性平台，可用于高规模单细胞同工型测序。
摘要
单细胞 RNA 测序改变了我们对细胞系统的认识，但对短读长测序的依赖限制了其分析仅停留在基因水平的定量，并掩盖了由可变剪接产生的巨大生物学多样性。尽管长读长测序技术能够捕获全长 RNA 并解析转录持有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据 CC-BY-ND 4.0 International license 发布。
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发布于 2026 年 7 月 21 日。
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利用 sequencing-by-expansion 实现可扩展的单细胞异构体分析
Christophe H. Georgescu ， Ghamdan Al-Eryani ， Allison Brookhart ， Jagdeesh Chandrasekar ， Stephanie J. Yaung ， Megan Rogers-Peckham ， Megan Freer ， Michael E. Kartje ， Houlin Yu ， Akanksha Khorgade ， Charlotte Yang ， Lacey McGee ， Kendall Berg ， Cynthia Cech ， Salka Barrett ， Anasha Arryman ， Dan A. Bartlett ， Adam Slamin ， Sophie Low ， Dan Dubinsky ， Michelle Cipicchio ， Nir Hacohen ， Taylor Lehmann ， Niall J. Lennon ， Victoria Popic ， Chen Zhao ， Marc Prindle ， John Mannion ， Melud Nabavi ， Brian J. Haas ， Mark Kokoris ， Aziz M. AlKhafaji
bioRxiv 2026.07.15.738809；doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.15.738809
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利用 sequencing-by-expansion 实现可扩展的单细胞异构体分析
Christophe H. Georgescu ， Ghamdan Al-Eryani ， Allison Brookhart ， Jagdeesh Chandrasekar ， Stephanie J. Yaung ， Megan Rogers-Peckham ， Megan Freer ， Michael E. Kartje ， Houlin Yu ， Akanksha Khorgade ， Charlotte Yang ， Lacey McGee ， Kendall Berg ， Cynthia Cech ， Salka Barrett ， Anasha Arryman ， Dan A. Bartlett ， Adam Slamin ， Sophie Low ， Dan Dubinsky ， Michelle Cipicchio ， Nir Hacohen ， Taylor Lehmann ， Niall J. Lennon ， Victoria Popic ， Chen Zhao ， Marc Prindle ， John Mannion ， Melud Nabavi ， Brian J. Haas ， Mark Kokoris ， Aziz M. AlKhafaji
bioRxiv 2026.07.15.738809；doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.15.738809
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.15.738809v1?rss=1
🏷️ 单细胞RNA测序 转录本同工型 可变剪接 扩增测序 UMI去重算法 T/B细胞受体克隆型