[論文レビュー] Moore's Law in Single Cell Transcriptomics

Valentine Svensson, Roser Vento‐Tormo+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 5, 2017

Single-cell and spatial transcriptomics参考文献 79被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、単一細胞トランスクリプトミクスが、細胞スループットを指数関数的に増加させる技術的イノベーションによって、ムーアの法則を上回る速度で進展したと主張している。本論文は、大規模かつバイアスのない細胞タイプのアトラス作成を可能にする重要な発展をたどり、この進歩が自然界における細胞タイプの定義および新規細胞タイプの同定能力をどのように変革したかを示している。

ABSTRACT

The ability to measure the transcriptome of single-cells has only been feasible for a few years, but is becoming an extremely popular assay. While many types of analysis and questions can be answered using single cell RNA-sequencing, of prime interest is the ability to investigate what cell types occur in nature. Unbiased and reproducible cataloging of distinct cell types require large numbers of cells to be sampled. Technological development and improvement of protocols has exponentially scaled the size of single cell RNA-seq studies, much faster than Moore's Law. In this perspective we will illustrate the steps that made this growth happen, and what that has meant for our ability to define cell types.

研究の動機と目的

• 近年の単一細胞RNA-Seqのスループットの指数的増加を検討すること。
• 単一細胞研究の急速なスケーリングを支えた技術的および手法的要因を同定すること。
• このスケーリングが、細胞タイプの包括的かつ再現可能なアトラス作成をどのように可能にしたかを評価すること。
• この成長が、生物学的系におけるバイアスのない高分解能の細胞タイプ同定に与える影響を強調すること。

提案手法

• 本論文は、単一細胞RNA-Seq研究のトレンドを分析し、時間経過に伴う細胞スループットの増加を定量的に評価している。
• 高いスループットと低い細胞単位コストを可能にするプロトコルおよび技術の進化をたどっている。
• 技術的進歩のベンチマークとして、ムーアの法則と単一細胞シーケンシングの成長率を比較している。
• これらの進歩が、細胞タイプ同定の分解能および信頼性に与える影響を評価している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 単一細胞RNA-Seq研究のスループットは、ムーアの法則と比較して、時間経過とともにどのように成長したか？
• RQ2 単一細胞トランスクリプトミクスの指数的スケーリングを可能にした重要な技術的イノベーションは何か？
• RQ3 このスケーリングは、バイアスのないかつ再現可能な方法で、異なる細胞タイプを同定する能力をどの程度向上させたか？
• RQ4 この急速な進歩が、複雑な組織における将来的な細胞タイプ同定にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 単一細胞トランスクリプトミクスは、細胞スループットにおいて指数的成長を遂げており、ムーアの法則を上回っている。
• シーケンシングプラットフォーム、ライブラリープリパレーション、データ解析における技術的改善が、この急速なスケーリングを後押ししている。
• 大規模な研究により、細胞タイプの包括的かつ再現可能な同定が可能になっている。
• スループットの向上により、生物学的系における細胞タイプアトラス作成の分解能と信頼性が著しく向上した。