GemCode, GEM, とは？

(注意：ここに書いてあった文章は2019年1月に削除しました。すみません)


コアの技術はGemCode Technology
これは、マイクロ流路チップの中で、高分子DNAや細胞を数万ものGEMと呼ばれる液滴に分けることができる技術です。
その後、温度管理されたインキュベーションを経て、GEMの中に分けられた高分子DNAフラグメントやcDNA は、もともとのGEMごとにユニークな10xバーコードが付けられるのです。
この10xバーコードは16塩基から構成され、Gel Beadsというビーズにたくさん結合しています。
このバーコード付きのビーズが含まれたナノリットルサイズの液滴のことを、GEM（Gel Bead in Emulsion）と呼んでいます。

 マイクロ流路の中には、10xバーコードが付いたGel Beads（図中では赤や緑の丸）、細胞と酵素（液体と下からの丸）が左側から押し出され、二番目の管にはオイルが流し込まれます。
そうすると上手い具合にGel Beads１個が、オイルの中で液滴に含まれるようになります。
この辺は絶妙な流路の細さなんですよね。

この液滴（GEM）には、細胞は限界まで希釈されて流されます。およそ90〜99％のGEMには細胞は入らず、空っぽです。そうすることで、GEM１つに複数の細胞が入ることを防いでいます。（←ここの文章が前回少し誤解を招きそうだったので修正しました）

細胞がちゃんとキャプチャーできる割合は、最大65％です。
そんなもんなん？って言わないでください。結構高い割合ですよ。
この数字が高いほど、失う細胞も少なくて済みます。

ひとつのGEMに２つ以上の細胞が入る確率は、アプライする細胞の濃度によって変わります。
濃度を薄くすれば２つ以上入る確率は低くなり、例えば1700個程度の細胞をランすると２つ以上の細胞が入る確率は0.8% 程度だけれど、10倍の細胞を流したらこの確率は8%に増えるらしい。
ただ、取得できる細胞の数も10倍に増えるので、この2個以上の細胞が入る割合（Doublet Rateという）は取りたい細胞数とのトレードオフになります。

ま、そんなこんなでGEMの中にキャプチャーされた細胞は、酵素処理されて直ちに融解。
発現していたメッセンジャーRNAは、Gel Beads表面のバーコードが付いたPoly-Tオリゴ配列と結合して、cDNAに逆転写される。
注意；これは発現解析の場合です。

Gel Beadsの１個につき１種類のユニークな10xバーコードが付いています。別の言い方をすると1万個のGel Beadsには1万種類のユニークなバーコードがGel Beadsごとに振られているということ。
ランして、Gel Beadsが入った液滴（GEM）には１つの細胞が入っている、とします。
つまり、細胞が溶解してビーズに結合したRNAからのcDNAには、もともとの細胞ユニークなバーコードが振られる、ということ。

こうして反応されたcDNA に付いているバーコード配列は、もしその配列が同じなら、もともと同じ細胞由来の遺伝子発現だったということがわかるのです！

Chromiumは、このGEMテクノロジーを使って

• チップ1つに８サンプル（８チャンネル）流すことができる
• ゲノムDNAなら１ngからスタート（長いDNAにサイズセレクションしていること）
• 細胞なら100個から10,000個までを１チャンネルに流せる
• 細胞のサイズは結構フレキシブル　小さい細胞もOK
• ランした細胞の65％までをキャプチャーできる
• ３’発現解析のフローの場合ラン時間はたったの7分（ゲノムの場合は20分）

ということができる装置なのです。