压缩测序实现超高灵敏度且可扩展的单细胞RNA测序

内容形式：摘要译文

当前测序方法效率低下，瓶颈在于反复采样高丰度分子。这些分子占据大部分测序读段，限制了检测通量以及对稀有靶标的检测灵敏度。例如，单细胞RNA测序（scRNA-seq）可分析多达数百万个细胞，但仍受测序成本的严重制约，导致基因覆盖度不足、脱落率较高。在此，我们报告一种受信息科学启发的方法——压缩测序（Compression Sequencing），以解决这一根本性低效问题，并将测序能力提升至原来的100倍以上。该方法通过对跨越宽动态范围（5个数量级）的分子丰度进行准确、无偏的对数变换，抑制高丰度靶标并富集稀有靶标，同时保持定量准确性。将该方法应用于scRNA-seq文库后，可实现对低丰度转录本的超灵敏检测（UMI检出量增加2–5倍），并大幅降低测序成本（降低200倍）；同时，在包含500–2,000个基因的面板中，仍能准确鉴定细胞类型并开展差异表达分析。在急性髓系白血病（AML）临床样本中，压缩测序能够重现临床诊断结果，并以可负担的成本开展转录组分析（估计每个样本10美元）。因此，该方法可支持大规模功能基因组学研究、药物发现筛选、AI细胞模型训练，以及经济可及的单细胞疾病诊断，实现高灵敏度、可扩展的单细胞分析。

关键词：压缩测序 · 单细胞RNA测序 · 低丰度转录本检测 · 转录组分析 · 测序成本优化

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748706v1?rss=1