华大自主研发的时空组学技术 Stereo-seq，基于 DNA 纳米球（DNA Nano Ball，DNB）开发，是具有高通量、超高分辨率、大视场的原位全景式技术，可以实现同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子“四尺度”同时进行空间转录组分析。该技术通过时空芯片捕获组织中的 mRNA，并通过时空条形码（Coordinate ID,CID） 还原回空间位置，实现组织原位测序，为深入地了解细胞的基因表达及形态与局部环境之间的关系建立强大的研究基础。
华大Stereo-seq空间转录组技术已被广泛用于多个研究领域，目前已有90余篇相关文章发表在Cell、Nature以及Science等顶级学术期刊。
*本文章数据以及图片均来自华大基因
Stereo-seq主要依赖于DNB来进行时空芯片的构建，先将单链环状、带有CID的DNA序列作为模板，通过滚轮扩增得到DNB，每个DNB的直径为220nm，中心点间距为500nm。然后对固定在芯片上的DNB序列进行引物孵育并测序，得到每个DNB对应的CID信息，并将DNB和CID的对照关系保存在mask文件当中。通过与CID杂交，在每个点上连接分子标签（MID）和polyT序列，实现对组织中游离的mRNA的捕获。
图1 | Stereo-seq空间转录组工作流程
华大于近期更新了空间转录组解决方案，Stereo-seq FF V1.3在保持高分辨率的同时，对试剂、探针、蛋白酶以及算法都进行了精进，升级后的解决方案整体性能更加优异，实现了提质增效。
1）探针优化，提升捕获基因数
根据华大官方研发测试数据统计，同组织相邻切片、同等饱和度下，FF V1.3 Bin20的基因中位值和MID中位值对比起FF V1.2有了显著提升。对于小鼠脑组织样本，基于CellBin算法分割的结果显示，FF V1.3每单位内能够测得的基因中位值为1090，而FF V1.2为675。
图2 | Stereo-seq V1.3 vs V1.2测试数据展示
2）提升透化荧光信号强度，便于更好地摸索透化条件
通过对透化试剂的升级，提升了荧光信号强度，便于精准选择最优透化时间。
图3 | Stereo-seq V1.3透化试剂升级前后效果对比
3）样本质量兼容性提升
FF V1.3 放宽了对样本质量的限制，从RIN ≥ 7 降为了 RIN ≥ 4， 兼容了降解度更高的样本
图3 | Stereo-seq V1.3低RIN值样本实测数据
4）同片可选做ssDNA或H&E染色，两种染色方法都支持细胞分割，可达到单细胞水平的分析
图4 | Stereo-seq V1.3 两种染色方案选择
5）Cellbin细胞分割
算法基于图像识别对细胞核进行捕捉，从而细胞边界进行分割获得Cellbin，实现在空间单细胞的分辨率下对转录水平的观测。
图5（左）| Stereo-seq V1.3 Cellbin图像识别方法简略流程示意图
图6（右）| Cellbin细胞分割结果展示
6）数据分析流程更加精简，且V1.2数据能够和V1.3数据进行整合
通过对分析流程的优化，目前只需一行命令即可完成分析，生成空间基因表达数据以及网页版报告。StereoMap则整合了ImageStudio，为数据可视化探索添砖加瓦。此外，V1.3数据能够完美和V1.2数据进行整合，无需担心因方案选择问题导致一部分数据无法使用的情况。
图7（左）| Stereo-seq V1.3 分析软件以及可视化软件升级
图8（右）| V1.2以及V1.3数据整合去批次结果
目前华大新鲜样本V1.3已正式上线，从实验试剂到数据分析工具都得到了一定的优化，大大增强了空转数据的分析潜力，能够获得更显著的数据特征。