「Stereo-seq空间转录组测序」 

华大于 2020 年推出的 Stereo-seq 时空组学技术，突破性实现 "纳米级分辨率 和“ 厘米级全景视场" 原位捕获空间全转录组测序。该技术通过融合高分辨影像与空间基因表达数据，构建四尺度（组织 - 细胞 - 亚细胞 - 分子）动态表达图谱，能够同步解析样本的空间位置信息与全转录组定量数据。 基于非靶向捕获原理，Stereo-seq 技术可无缝兼容多样化物种及组织类型。针对不同样本特性，华大提供差异化解决方案： 新鲜冷冻（FF）样本：采用 Poly T 探针实现全转录组高效捕获。 石蜡包埋（FFPE）样本：创新随机探针技术突破物种限制，打破物种限制，实现全 RNA 分子原位捕获。 华大还配套开发了 SAW 分析流程与 StereoMap 可视化系统，支持多模态数据的标准化处理、空间基因表达模式识别及交互式探索，构建从数据采集到深度分析的完整技术闭环。

1、基于DNA纳米球（DNB）的Stereo-seq时空组学芯片，包含有时空条形码CID信息；

2、时空组学芯片进行CID信息测序，绑定DNB序列与空间位置信息之间的相互关系；

3、时空组学芯片探针结构包含时空条形码CID信息、分子标签（Molecular ID，MID）信息、及捕获mRNA的Poly T探针（适用于新鲜冷冻样本）；

4、将组织切片置于时空组学芯片上方，进行原位基因捕获，组织透化后mRNA被时空芯片捕获，逆转录为cDNA；

5、针对原位捕获产物cDNA，构建测序文库并上机测序；

6、基于测序结果获得时空组学基因表达空间矩阵，并进行可视化与聚类等分析。

Stereo-seq空转技术原理

Panoramic Field of View Up to 13 cm x 13 cm

Subcellular Localization Resolution 500 nm

 「时空转录组FF ——实现更高捕获与更精细探索」 

Stereo-seq 芯片上布满了数十亿规则阵列排布的单链线球状 DNA 纳米球（DNA NanoBall, DNB），DNB 是以单链环状DNA 为模板、经过滚环扩增（Rolling-Circle Replication, RCR）后得到的产物。每个 DNB 直径为 220 nm，相邻 DNB中心点间距范围为 500 nm。每个DNB上包含一段寡核苷酸，由 25 bp 的 Coordinate ID（CID）、10 bp 的分子编码（Molecular ID, MID ）以及一段 Poly（dT ）序列构成。CID 用于还原空间位置，MID 可识别文库制备、测序时的重复分子，区分不同转录本，Poly（dT ）序列则用于捕获 mRNA 分子。 每张芯片载体上均贴有1张Stereo-seq 芯片T，大小为1 cm×1 cm或0.5 cm×0.5 cm。时空转录组FF适用于RIN≥4的新鲜冰冻（Fresh Frozen, FF）样本，且需提前进行透化时间摸索。

时空转录组FF实验流程

「时空转录组FFPE」

在FFPE样本的制备流程中，mRNA的降解是一个难以避免的挑战，这极大地限制了传统依赖于Poly T探针捕获mRNA方法的适用性。为突破这一技术瓶颈，华大时空创新性地引入了“随机探针”，以捕获FFPE样本中的全部RNA分子，实现更为全面的生物信息覆盖，包括编码和非编码RNA共捕获、宿主和微生物RNA共检测。通过空间条形码（Coordinate ID，CID）的巧妙应用，该技术能够精准还原RNA分子在组织中的原始空间位置，使得FFPE样本的转录组分析成为可能，并赋予了其全新的研究价值。

「时空转录组FFPE实验流程」

「时空转录组大尺寸芯片：突破尺寸限制，支持超大体量全组织分析」

时空转录组大尺寸芯片在保持时空转录组FF的500 nm分辨率基础上，可以兼容＞1 cm × 1 cm的芯片尺寸，最大可达6 cm × 6 cm，可满足研究人员精确匹配目标组织大小，实现从时间和空间维度对生命发育、肿瘤演化、脑科学再生研究中的基因和细胞变化过程进行超高精度解析，率先实现对整个组织切片的全转录组研究。当前，该方案适用于所有物种的新鲜冰冻样本。 针对大尺寸芯片，华大时空可根据研究人员的实际研究需求，开展定制化合作，满足个性化研究需要。未来，随着技术的不断发展完善，Stereo-seq大尺寸芯片必将在科研发现中发挥更关键的作用。

「时空蛋白转录组Stereo-CITE 开阔视角推动新发现」

在转录组数据基础上，利用Stereo-seq芯片上装载的具有空间坐标信息的捕获探针及抗体衍生标签 （Antibody Derived Tag，ADT），华大时空组学在同一组织切片上实现了基于测序的转录组和蛋白组的无偏性共检测，既可以高效检测100+重蛋白（人154重抗体panel、小鼠119重抗体panel），也支持自由组合抗体。Stereo-CITE的分辨率达到与转录组学数据一致的500 nm，以单细胞或亚细胞级分辨率实现蛋白组和转录组联合分析，从而获取全视场样本的转录组和多蛋白空间分布信息，助力研究人员精准量化组织异质性和相关生物学意义，获得更广阔的空间组学研究视野。

「Stereo-CITE 工作流程」