一种单细胞ATAC-seq数据分析系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单细胞ATAC

【技术实现步骤摘要】
一种单细胞ATAC
‑
seq数据分析系统及方法


[0001]本专利技术涉及细胞分析
，具体为一种单细胞ATAC
‑
seq数据分析系统及方法。

技术介绍

[0002]ATAC
‑
seq，是利用转座酶研究染色质可接近性的高通量测序技术。真核生物的基因组DNA是被高度紧密折叠包装的，DNA与组蛋白缠绕形成核小体，串珠状的核小体经过螺旋折叠等方式盘绕成染色体。从染色体的一级结构到四级结构，DNA分子一共被压缩了8400倍，从而能包装进细胞核中。在细胞内的DNA需要进行转录等活动的时候，DNA的高级结构才会部分解开，裸露出需要与转录因子等反式作用元件进行作用的DNA双链，便于转录。染色质的这种特性就叫做染色质的可接近性，而暴露的这段染色质称为“开放染色质”。ATAC
‑
seq就是利用染色质的这种特性，使DNA转座酶结合高通量测序技术，代替传统的MNase
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seq、FAIRE
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seq和DNase
‑
seq，来研究染色体的可进入性
[0003]现有的单细胞ATAC
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seq数据分析系统在使用时无法对基因组数据进行预先处理，在进行数据分析时只使用一组基因信息，导致结果单一，不具有全面性，为此，我们提出一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出单细胞ATAC
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seq数据分析系统在使用时无法对基因组数据进行预先处理，在进行数据分析时只使用一组基因信息，导致结果单一，不具有全面性的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，包括：
[0006]微流控芯片，所述微流控芯片的输出端连接有基因抽取模块，且基因抽取模块的输出端依次连接有DNA切割模块、Tn5转座酶提取模块、引物调控模块和PCR扩增模块，所述PCR扩增模块的输出端连接有DNA测序模块，且DNA测序模块的输出端连接有DNA序列存储模块，所述DNA序列存储模块的输出端连接有质量控制模块；
[0007]中转存储模块，其连接在所述DNA切割模块的输出端，所述中转存储模块的输出端连接有微流控分析模块，且微流控分析模块的输出端连接有序列比对模块，所述序列比对模块的输入端连接有peak注释模块；
[0008]数据汇总模块，其连接在所述微流控分析模块的输出端；
[0009]基因采集模块，其连接在所述微流控芯片的输入端，所述微流控芯片的输出端分别连接有初始存储模块和基因复制模块。
[0010]优选的，所述数据汇总模块还设有：
[0011]数据处理模块，其连接在所述数据汇总模块的输出端，所述数据处理模块的输出端分别连接有数据对比模块和数据转化模块，且数据转化模块的输出端连接有图谱绘制模
块。
[0012]优选的，所述数据处理模块、数据转化模块和图谱绘制模块依次通过导线电性串联，且数据汇总模块与数据处理模块通过导线电性串联，所述数据处理模块与数据对比模块通过导线电性串联。
[0013]优选的，所述PCR扩增模块还设有：
[0014]浓度调控模块和温度调控模块，其连接在所述PCR扩增模块的输出端，所述浓度调控模块和温度调控模块的输出端均设置有采集模块，所述PCR扩增模块包括浓度调控模块和温度调控模块。
[0015]优选的，所述基因抽取模块包括混样模块和抽样模块，且混样模块的输出端连接有抽样模块，所述微流控芯片、基因抽取模块和初始存储模块依次通过导线电性串联。
[0016]优选的，所述基因采集模块、微流控芯片和基因复制模块依次通过导线电性串联，且基因采集模块、微流控芯片和初始存储模块依次通过导线电性串联，所述微流控芯片与基因抽取模块通过导线电性连接。
[0017]优选的，所述DNA切割模块、Tn5转座酶提取模块、引物调控模块和PCR扩增模块依次通过导线电性串联，且DNA切割模块、Tn5转座酶提取模块、引物调控模块和PCR扩增模块均与基因抽取模块通过导线电性连接，并且DNA切割模块、Tn5转座酶提取模块、引物调控模块和PCR扩增模块均与DNA测序模块通过导线电性连接。
[0018]优选的，所述DNA序列存储模块、质量控制模块、DNA切割模块和中转存储模块依次通过导线电性串联，且中转存储模块、微流控分析模块和序列比对模块依次通过导线电性串联。
[0019]优选的，所述中转存储模块、PCR扩增模块、peak注释模块和序列比对模块依次通过导线电性串联，所述微流控芯片、微流控分析模块和数据汇总模块依次通过导线电性串联，且序列比对模块与微流控分析模块通过导线电性并联。
[0020]优选的，一种单细胞ATAC
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seq数据分析方法，包括以下步骤：
[0021]S1、取样采集：通过基因抽取模块完成基于数据的取样工作；
[0022]S2、初次测序：依次使用DNA切割模块、Tn5转座酶提取模块、引物调控模块和PCR扩增模块对DNA片段进行处理，使用DNA测序模块完成初步DNA测序；
[0023]S3、二次测序：对切割后的DNA基因进行再次测序，并将结果传输至微流控分析模块；
[0024]S4、结果分析：使用数据处理模块对所接收到的数据进行分析，并通过图谱绘制模块进行图谱绘制。
[0025]与现有技术相比，本专利技术提供了一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统及方法，具备以下有益效果：该单细胞ATAC
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seq数据分析系统通过设置的基因抽取模块能够对采集到的基因信息进行无序抽取，在混样模块的作用下将基因样品进行混合，随后通过抽样模块进行抽样，避免在整个数据分析过程中单一使用同一组分析样品，导致数据结果单一化，能够有效覆盖较多的基因碎片，提高了单细胞ATAC
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seq数据分析的全面性；
[0026]基因复制模块能够对基因采集模块采集到的数据进行全面复制，并且通过初始存储模块能够对原始基因数据进行保留存储，便于后续对原始数据进行调取的同时能够保存原始数据信息，避免数据丢失造成不可逆的后果；
[0027]通过设置的DNA切割模块能够对基因数据进行切割，并通过Tn5转座酶提取模块提取出的Tn5转座酶对单细胞进行分隔，并加上所需的接头，便于对抽样的基因信息进行重新编码，便于基因数据的分类工作，而后则通过引物调控模块对引物的温度浓度等进行调整和控制，使得所使用的引物浓度、温度等与DNA片段进行反应，便于后续使用PCR扩增模块进行基因扩增，从而提高DNA测序模块的准确度，由于在PCR扩增模块的作用下，DNA基因得以扩增，DNA测序模块能够更加快速的或许DNA序列的有效数据；
[0028本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，其特征在于，包括：微流控芯片(1)，所述微流控芯片(1)的输出端连接有基因抽取模块(5)，且基因抽取模块(5)的输出端依次连接有DNA切割模块(6)、Tn5转座酶提取模块(7)、引物调控模块(8)和PCR扩增模块(9)，所述PCR扩增模块(9)的输出端连接有DNA测序模块(10)，且DNA测序模块(10)的输出端连接有DNA序列存储模块(11)，所述DNA序列存储模块(11)的输出端连接有质量控制模块(14)；中转存储模块(17)，其连接在所述DNA切割模块(6)的输出端，所述中转存储模块(17)的输出端连接有微流控分析模块(15)，且微流控分析模块(15)的输出端连接有序列比对模块(16)，所述序列比对模块(16)的输入端连接有peak注释模块(18)；数据汇总模块(21)，其连接在所述微流控分析模块(15)的输出端；基因采集模块(2)，其连接在所述微流控芯片(1)的输入端，所述微流控芯片(1)的输出端分别连接有初始存储模块(3)和基因复制模块(4)。2.根据权利要求1所述的一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，其特征在于，所述数据汇总模块(21)还设有：数据处理模块(22)，其连接在所述数据汇总模块(21)的输出端，所述数据处理模块(22)的输出端分别连接有数据对比模块(23)和数据转化模块(24)，且数据转化模块(24)的输出端连接有图谱绘制模块(25)。3.根据权利要求2所述的一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，其特征在于，所述数据处理模块(22)、数据转化模块(24)和图谱绘制模块(25)依次通过导线电性串联，且数据汇总模块(21)与数据处理模块(22)通过导线电性串联，所述数据处理模块(22)与数据对比模块(23)通过导线电性串联。4.根据权利要求1所述的一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，其特征在于，所述PCR扩增模块(9)还设有：浓度调控模块(12)和温度调控模块(13)，其连接在所述PCR扩增模块(9)的输出端，所述浓度调控模块(12)和温度调控模块(13)的输出端均设置有采集模块，所述PCR扩增模块(9)包括浓度调控模块(12)和温度调控模块(13)。5.根据权利要求1所述的一种单细胞ATAC
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seq数据分析系统，其特征在于，所述基因抽取模块(5)包括混样模块(19)和抽样模块(20)，且混样模块(19)的输出端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，吴德沛，官宏宇，
申请(专利权)人：张剑，
类型：发明
国别省市：