最近，美國MD安德森癌癥研究中心和德克薩斯大學休斯敦健康科學中心的研究人員，開發出一種新型單細胞外顯子組測序方法稱為SNES。與目前大多數單細胞測序方法形成對比，SNES利用細胞核而不是細胞進行分析，從而將會在生物學許多不同領域具有廣泛的應用。相關研究結果發表在2015年3月25日的國際著名學術期刊《Genome Biology》。延伸閱讀：Nature子刊發表單細胞基因組學重要進展。

單細胞測序方法可讓我們深入闡述罕見細胞亞群和復雜細胞混合物的基因組，但目前存在的廣泛技術錯誤和不良物理覆蓋數據帶來了一定的挑戰。雖然單細胞RNA測序方法的開發已經取得了一定進展，但全基因組DNA測序方法的開發，已被證明更具挑戰性，因為單細胞含有每個mRNA分子的數千份拷貝，但只有每個染色體的兩個拷貝。因此，每個細胞只能提供兩個模板DNA用于全基因組擴增反應（WGA），所有后續的分子會繼承第一輪擴增中發生的錯誤。

在這項研究中，該研究小組開發了一種新型單細胞外顯子組測序方法，稱為SNES，這種方法可以實現來自單個哺乳動物細胞的外顯子組數據的高覆蓋率（96%）。從這些數據我們發現，我們可在堿基對的分辨率上，準確地檢測SNVs和缺失。

在覆蓋范圍改進方面的技術性能是由于多種因素，包括一種改進的Phi29聚合酶（New England Biolabs公司）、時間有限的等溫擴增和使用22染色體qPCR板以在外顯子組捕獲和測序之前消除具有不良WGA性能的細胞。

與該研究小組以前的方法相反，SNES消除了文庫構建對于Tn5轉座酶的需要，這可能會向人類基因組中引入整合偏見，并導致覆蓋不均勻。通過用一種改進的phi29聚合酶（New England Biolabs公司）進行限時的等溫MDA，研究人員能夠減輕FP和FN的錯誤率，從而提高SNVs和缺失的檢測效率。重要的是，SNES程序可消除用于細胞分離、WGA和文庫構建的商品化試劑盒，從而將產生單細胞庫的成本減至大約為30美元每細胞（不包括外顯子捕獲試劑和測序成本）。這將讓研究人員能夠分析和復用大量細胞，這是大多數單細胞測序研究的目標。

在這項研究中，研究人員直接比較了來自G1/0和G2/M期單細胞的數據，表明這兩類細胞的覆蓋均勻性和廣度表現良好。然而，這些數據表明，使用G2/M期細胞會導致等位基因丟失率更進一步的的技術改進。在未來，可以通過SNES與微流控平臺相結合來實現（例如，Fluidigm）技術的進一步改進，當納升體積用于MDA反應時這可以減少誤差。

與目前大多數單細胞測序方法形成對比，SNES利用細胞核而不是細胞進行分析。比起使用細胞來說，使用細胞核有幾個優點：（1）細胞核可以用DAPI染色并且是封閉的，可避免收集已經分解、凋亡或復制的細胞；2）細胞核可更準確地存放以避免測定多個細胞；（3）細胞核可以從已存儲幾十年的冷凍組織樣本中分離。最后一點是儲存組織單細胞測序的關鍵，因為冷凍可斷裂多數細胞的細胞質膜，但唯有核膜是完整，細胞核懸浮液可以容易地制備。然而，細胞核也有幾個明顯的局限性，包括可能丟失來自微核的DNA，細胞表面標記物不能用來隔離特定的種群（例如，通過流分類種進行澆注）。因此，選擇使用細胞核還是細胞，將在很大程度上取決于研究項目的具體要求。

最后，研究人員預計，SNES將會在生物學許多不同領域具有廣泛的應用，包括癌癥研究、微生物學、神經生物學、發育和產前基因診斷，并會顯著提高我們對于人類疾病的基本認識。