bioecon Раздел для участников
Технология · Синтетическая биология и платформы / Биоинформатика и омики

Одноклеточные омики

Поклеточное картирование геномов, транскриптомов и протеомов как заказная услуга — переход биологии от усредненных bulk-сигналов к поклеточным атласам для поиска мишеней и стратификации пациентов.

Риск: низкий Инструменты и услуги для НИОКР US · CN · EU проверено 2026-06-26 · 36 Источники

1 · Что даёт

Одноклеточные омики картируют геном, транскриптом или протеом каждой отдельной клетки, а не усреднённый bulk ткани, превращая «смузи» из смешанных клеток в каталог различных клеточных типов. Услуга поставляется преимущественно как заказная: биотехнологическая или клиническая группа отправляет свежий биоптат в платформу или CRO, та проводит секвенирование РНК единичных клеток (scRNA-seq) на каплях, возвращает матрицу экспрессии генов по клеткам и анализирует её ИИ-пайплайнами. Индустриальный стандарт захвата — микрофлюидные GEM (gel beads-in-emulsion) на платформе 10x Genomics Chromium: каждая клетка лизируется внутри капли и метится 16-нуклеотидным штрихкодом клетки и 12-нуклеотидным уникальным молекулярным идентификатором (UMI); CITE-seq расширяет это на белки поверхности через ДНК-баркодированные антитела, а scATAC-seq читает доступность хроматина по клеткам. Результаты питают онкологию (редкие лекарственно-устойчивые субклоны), иммунологию (истощение T-клеток и ответ на ингибиторы контрольных точек) и международный Human Cell Atlas. Глубокое секвенирование требует не менее 50 000 чтений на клетку, поэтому услуга объединяет микрофлюидику, секвенирование класса Illumina и ИИ-анализ в один CRO-процесс, который биофарма покупает проектно.

Основные направления одноклеточных омиков:

  1. Платформы захвата scRNA-seq: микрофлюидное баркодирование капель (10x Chromium, BD Rhapsody, Singleron), изолирующее и метящее десятки тысяч клеток за запуск для экспрессии всего транскриптома.
  2. Мультиомика по клеткам (CITE-seq, scATAC-seq): одновременный съём белков поверхности (CITE-seq) или доступности хроматина (scATAC-seq) вместе с РНК, давая полное фенотипическое разрешение.
  3. Пространственные и траекторные методы: пространственная транскриптомика сохраняет положение в ткани, а алгоритмы псевдовремени (Monocle, scVelo) упорядочивают статические клетки вдоль траектории развития.
  4. ИИ-анализ как услуга: пайплайны (Cell Ranger, Seurat, Scanpy), демультиплексирующие чтения, кластеризующие клетки по типам на UMAP-картах и выявляющие уникальные онкомаркеры для клиента.

Секторальная цепочка создания стоимости#

[Выделение живых клеток] ──> [Микрофлюидное GEM-баркодирование] ──> [Сборка NGS-библиотек]
                                          │
                               (глубокое секвенирование)
                                          │
                                          ▼
[Поиск терапевтических мишеней] <─── [ИИ-кластеризация / Seurat] <─── [Пайплайн Cell Ranger]

Уровни цепочки создания стоимости#

УровеньОписаниеКлючевые входы/выходы
Подготовка образцаМягкая ферментативная диссоциация биоптата ткани в суспензию с сохранением стабильности РНК и жизнеспособности клеток >90%.Вход: Свежая ткань, ферментные коктейли, сортер FACS.
Выход: Высококонцентрированная суспензия живых клеток.
Капельный захват (GEM)Ко-эмульгирование клеток с баркодированными гидрогелевыми гранулами на микрофлюидном чипе так, что каждая клетка получает уникальный штрихкод.Вход: Суспензия клеток, чип 10x Chromium, реактивы RT.
Выход: Эмульсия (GEM) изолированных капельных реакторов.
Сборка библиотекРазрушение эмульсии, ПЦР-амплификация кДНК, фрагментация и лигирование адаптеров для секвенирования.Вход: Баркодированная кДНК, ферменты ПЦР, адаптеры Illumina.
Выход: Готовая к секвенированию ДНК-библиотека.
NGS-секвенированиеВысокопроизводительное секвенирование с глубоким покрытием (не менее 50 000 чтений на клетку) на секвенаторе NovaSeq X или DNBSEQ.Вход: Концентрированные библиотеки, NGS-прибор.
Выход: Гигабайты сырых FASTQ-чтений.
Обработка данныхДемультиплексирование FASTQ, выравнивание ридов на референсный геном и подсчёт UMI по клеткам.Вход: FASTQ-файлы, пайплайн Cell-Ranger / Kallisto-Bustools.
Выход: Матрица экспрессии генов по клеткам.
Биоинформатика и ИИФильтрация шума, снижение размерности (UMAP), кластеризация клеток по типам и расчёт траекторий псевдовремени.Вход: Матрица экспрессии, Seurat / Scanpy.
Выход: UMAP-карта кластеров и перечень уникальных онкомаркеров.

Сквозные технологии сектора:

  • Микрофлюидное GEM-баркодирование: прецизионная генерация капель «вода-в-масле», где каждая капля содержит одну клетку и одну гидрогелевую гранулу с миллионами праймеров, несущих общий штрихкод клетки и UMI.
  • Уникальные молекулярные идентификаторы (UMI): короткие случайные метки на каждой мРНК, позволяющие пайплайну абсолютно считать исходные молекулы РНК, устраняя ПЦР-смещение амплификации.
  • Инференция траекторий псевдовремени: вычислительное упорядочивание (Monocle, scVelo) статических одноклеточных профилей вдоль виртуальной траектории развития или активации по плавному изменению экспрессии.

2 · Что заменяет 6

D1Рекуперированный фосфор (струвит и другие фосфаты, извлечённые из потоков биологической очистки сточных вод и метантенков) вместо удобрений из фосфоритов, содержащих кадмий
Заменяет: Доля ДАФ/МАФ/суперфосфата из добываемых фосфоритов; химическое удаление фосфора солями железа и алюминия на очистных сооружениях (что …
AGROCHEM
D1Мука из насекомых, белок одноклеточных и водорослевые ингредиенты вместо рыбной муки и соевого шрота в кормах
Заменяет: Рыбная мука промысла на переработку (анчоус, песчанка); соевый шрот с территорий вырубки лесов (с антипитательными факторами и …
FEED
D1Белок одноклеточных газовой ферментации (метан, CO2 и промышленные отходящие газы) вместо рыбной муки и импортных белковых концентратов в кормах
Заменяет: Рыбная мука промысла на переработку и импортные соевые/рапсовые белковые концентраты в комбикормах (как доля рецептуры)
FEED
D2Классический биологический контроль мучнистого червеца маниока с помощью Anagyrus lopezi вместо инсектицидов
Заменяет: Обработки инсектицидами (мелким фермерам редко по карману) и неконтролируемые потери урожая от инвазивного мучнистого червеца маниока в …
CLASSIC
D3Лимонная кислота ферментацией Aspergillus niger вместо извлечения из цитрусовых
Заменяет: Лимонная кислота, извлекаемая из лимонов, лаймов и других цитрусовых (через цитрат кальция, Италия и Калифорния до 1930 г.)
FOOD
D1Растворители из биосырья и менее опасные растворители — Cyrene (дигидролевоглюкозенон из целлюлозы), 2-метилтетрагидрофуран (2-MeTHF из фурфурола/левулиновой кислоты), этиллактат, биоэтанол, γ-валеролактон, лимонен — вместо NMP, DMF, DMAc, дихлорметана и других опасных растворителей
Заменяет: N-метил-2-пирролидон (NMP), N,N-диметилформамид (DMF), диметилацетамид (DMAc), дихлорметан (DCM), хлороформ, толуол/ксилол в отдельных …
CHEM

3 · Как внедрить 6 шагов

  1. 1
    Диссоциация ткани и выделение живых клетокОчистка и downstream
    Свежий биоптат ткани мягко ферментативно диссоциируют в суспензию одиночных клеток, сохраняя стабильность РНК и жизнеспособность >90%, а мёртвые клетки удаляют на сортере FACS.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “testing, including mass spectrometry and analytical high performance liquid chromatography”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ GMP 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    Anand Agro Care Индия
    150 m3/month
    “We have set up a state of art laboratory at our plant including Auto Fermentor’s, Bio- digesters, Spray Driers, Aseptic blenders & computerized auto lines etc.”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) Южная Корея
    промышленный масштаб
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    Alveo Water (Pty) Ltd ЮАР
    “Ultrafiltration (UF) systems”
    Feed Concentrate Factory Company (FEEDCO) Иордания
    “Lyophilized PCR kit for detection of Eimeria species.”
  2. 2
    Микрофлюидное GEM-баркодирование
    Суспензию загружают на чип 10x Chromium (или BD Rhapsody / Singleron); клетки ко-эмульгируют с баркодированными гранулами так, что каждая клетка лизируется и метится уникальным штрихкодом и UMI внутри своей капли.
  3. 3
    Сборка библиотек и QCИспытания и аналитикаШтаммы и клеточные линии
    Эмульсию разрушают, баркодированную кДНК ПЦР-амплифицируют, фрагментируют и лигируют с адаптерами секвенирования, а готовую библиотеку контролируют по распределению размеров и концентрации.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”
    Fermelanta Япония
    3,000 L пилотный масштаб
    “is a Japan-based biomanufacturing/synthetic biology startup engineering fast-growing E.”
    Absolute Индия
    промышленный масштаб
    “PHARMA: Biology-led APIs and peptides to improve scalability and accessibility of therapeutics, leveraging strain engineering, gene editing, and precision fermentation.”
    CHITOSE Япония
    промышленный масштаб
    “STABLE CELL LINE DEVELOPMENT SERVICE”
    String Bio Индия
    промышленный масштаб
    “Platform built on synthetic biology, chemistry, process engineering, and fermentation to create high-performance, scalable products.”
    Tsingke Biotechnology Китай
    “Tsingke Biotech is a leader in synthetic biology, committed to building a world-class gene factory.”
  4. 4
    Глубокое NGS-секвенированиеИспытания и аналитика
    Библиотеку секвенируют с глубоким покрытием — не менее 50 000 чтений на клетку — на Illumina NovaSeq X или MGI DNBSEQ, получая гигабайты сырых FASTQ.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    GenScript ProBio / Genscript Китай
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”
    Vaxxinova Norway Норвегия
    промышленный масштаб
    “Vaxxinova develops, produces and markets a wide range of innovative vaccines and diagnostic services to protect livestock and fish against diseases.”
    Namdhari Seeds Private Limited Индия
    “Global GAP, ISTA accredited laboratory for issuing Orange international Certiticate (OIC) for seed lots, In house facilities for seed health testing for all crops for major …”
    FastBio Бразилия
    “Com forte networking e com parcerias estabelecidas junto as principais Contract Research Organizations (CROs), a FastBio disponibiliza um portfolio de serviços biológicos …”
  5. 5
    Обработка Cell Ranger в матрицу экспрессии
    Пайплайн Cell Ranger демультиплексирует FASTQ, выравнивает чтения на референсный геном, считает UMI по клеткам и выдаёт матрицу экспрессии «гены×клетки».
  6. 6
    ИИ-кластеризация и отчёт клиентуДанные, ПО и автоматизация
    Seurat или Scanpy фильтруют шум, запускают снижение размерности UMAP и кластеризуют клетки по типам, а CRO поставляет клиенту карту кластеров, списки маркерных генов и траектории псевдовремени.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    India Glycols (NSE) Индия
    ✓ GMP 7,500 MT/ промышленный масштаб
    “Even the administrative processes are green, where IGL has adopted the latest SAP ERP (S/4 HANA 2023 version), Salesforce CRM, Industrial IOT & other tech solutions to drive …”
    Ninjacart Индия
    25,000 tonnes/year
    “Data and SaaS capabilities: Acquired Tecxprt to enhance SaaS-based smart solutions for the agri ecosystem, signaling emphasis on software-driven optimization and digital services.”
    Stellapps Индия
    240,000 liters/day
    “It leverages advanced analytics and artificial intelligence through its full-stack IoT platform to enable dairy ecosystem partnerships with financial & insurance institutions, …”
    N.Thing Южная Корея
    промышленный масштаб
    “Established in January 2014, N.THING is a Seoul-based Agri-Food tech company leading innovation in agricultural products, by extension, in the farm-to-table food value chain by …”
    Archisen Сингапур
    промышленный масштаб
    “We democratise urban farming and food access via IoT, automation and data analytics.”
    UMITRON (SG subsidiary) Сингапур
    “Founded in 2016 and based in Singapore and Japan, UMITRON builds user-friendly aquaculture data platforms that leverage the use of state of the art technologies such as IoT, AI and …”

4 · Кто поставит

Подобранные поставщики (подобраны автоматически)

PBS BiotechСШАУслуги / консалтингработает
BIONETИспанияУслуги / консалтингработает
CellMEATЮжная КореяПроизводительработает
Simple PlanetЮжная КореяПроизводительработает
UnibioДанияПроизводительработает
IntegricultureЯпонияОборудованиеработает
ImpacFatСингапурПроизводительработает
SartoriusГерманияПроизводительработает
FermelantaЯпонияПроизводительработает
PenséesЮжная КореяПроизводительработает
PHILOS MembraneЮжная КореяУслуги / консалтингработает
Esco AsterСингапурУслуги / консалтингработает

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / ИнститутСтранаКлючевые продукты / платформыТехнологические особенностиСтатус 2026
10x Genomics🇺🇸 СШАChromium Controller / Chromium XКапельное GEM-баркодирование; индустриальная платформа scRNA-seqcommercial
BD Biosciences🇺🇸 СШАBD RhapsodyМультиомиксный одноклеточный захватcommercial
Mission Bio🇺🇸 СШАTapestriПоклеточный съём ДНК-мутаций + белков (MRD лейкозов)commercial
Singleron Biotechnologies🇩🇪 ГерманияПлатформа одноклеточного захватаЕвропейский не-10x одноклеточный приборный и реагентный путьcommercial
BGI Group🇨🇳 КитайУслуга DNBSEQ single-cellГлубокие данные азиатской популяции; собственная NGS-платформаcommercial
Novogene🇨🇳 КитайУслуги CRO по single-cellscRNA-seq под ключ: библиотека, секвенирование и биоинформатикаcommercial

5 · Правила и путь на рынок

Путь в РФ / ЕАЭС: AGROCHEM · Министерство сельского хозяйства (Минсельхоз)
около 1–2 лет с учётом регистрационных испытаний
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта. (2026-10-06)
США

США доминируют в поставках платформ и реагентов для одноклеточного секвенирования и размещают ядро биоинформатических исследований отрасли.

10x Genomics, BD Rhapsody, Mission Bio, финансирование CZI#

  • 10x Genomics и платформа Chromium: 10x Genomics — доминирующий поставщик платформы для scRNA-seq, поставляющий приборы Chromium Controller и Chromium X и реагенты большинству мировых R&D-лабораторий.
  • BD Biosciences и Mission Bio: BD Biosciences ведёт мультиомиксную платформу Rhapsody, а Tapestri от Mission Bio читает соматические ДНК-мутации и белки по клеткам, контролируя терапию лейкозов.
  • Broad Institute и CZI: Broad Institute был пионером одноклеточных методов (под руководством Авив Регев), а Chan Zuckerberg Initiative финансирует многомиллиардную программу картирования каждой клетки человека.
Евросоюз

Европейский Союз поставляет собственную одноклеточную платформу и сильные академические хабы под надзором EMA за качеством данных и реагентов в регулируемых исследованиях.

Платформа Singleron, академические хабы, надзор EMA#

  • Singleron Biotechnologies: немецкая одноклеточная компания поставляет собственную платформу захвата и реагенты, давая Европе не-10x приборный путь к одноклеточным услугам.
  • Академические хабы: европейские институты геномики вносят вклад в Human Cell Atlas и в разработку методов пространственной транскриптомики.
  • Контроль качества: EMA применяет требования к целостности данных и качеству реагентов к одноклеточным результатам, используемым в регулируемых заявках на лекарства.
Китай

Китай сочетает собственную платформу секвенирования DNBSEQ с крупным сектором контрактных CRO, предлагая одноклеточные омики на высокой пропускной способности и по конкурентной цене.

BGI/MGI DNBSEQ, услуги CRO Novogene, финансирование MOST#

  • BGI и MGI DNBSEQ: BGI Group и её приборное подразделение MGI ведут платформу DNBSEQ и предлагают услуги одноклеточного секвенирования на глубоких референсных данных азиатской популяции.
  • Novogene и сектор CRO: Novogene и контрактные CRO-партнёры ведут проекты scRNA-seq под ключ для глобальной биофармы, объединяя подготовку библиотек, секвенирование и биоинформатику.
  • MOST и нацпрограммы: Министерство науки и технологий финансирует программы одноклеточных атласов, питающие отечественное открытие лекарств.

6 · Финансирование: тендеры и гранты

ГрантАвтоматизированные научные открытия — продукты питания (пилот RAISE)
European Commission · Евросоюз
2 февр. 2027 г.
118 дн.
ГрантЗдоровье экосистем и диких видов, прогнозы и влияние на здоровье человека при существующих и новых стрессорах …
European Commission · Евросоюз
22 сент. 2027 г.
350 дн.
ГрантПовышение возможностей мониторинга и снижения загрязнения воздуха сельским хозяйством
European Commission · Евросоюз
22 сент. 2027 г.
350 дн.
ГрантПредотвращение и снижение рисков злоупотребления синтетической биологией в целях биотерроризма
European Commission · Евросоюз
5 нояб. 2026 г.
29 дн.
ГрантРазработка платформ бесклеточного синтеза белка для поиска и/или производства биологических препаратов
European Commission · Евросоюз
13 апр. 2027 г.
188 дн.

7 · Технологический стек

Стек услуги одноклеточных омиков соединяет микрофлюидный двигатель захвата, мультиомиксную химию и слой ИИ-анализа в один CRO-процесс.

  1. Микрофлюидный GEM-захват и UMI-баркодирование:
    • Капельные платформы (10x Chromium, BD Rhapsody, Singleron) ко-инкапсулируют одну клетку и одну баркодированную гранулу в каплю; гранула несёт 16-нт штрихкод клетки и 12-нт UMI на каждом праймере.
    • UMI позволяют пайплайну абсолютно считать исходные молекулы РНК, устраняя ПЦР-смещение амплификации, так что значения экспрессии количественны по клеткам.
  2. Мультиомика по клеткам (CITE-seq, scATAC-seq):
    • CITE-seq метит белки поверхности ДНК-баркодированными антителами, читаемыми вместе с мРНК, давая полный фенотип в той же клетке, тогда как scATAC-seq картирует участки открытого хроматина.
    • Tapestri от Mission Bio расширяет поклеточный съём на соматические ДНК-мутации плюс белки, используемые для мониторинга минимальной остаточной болезни при лейкозах.
  3. ИИ-анализ и инференция траекторий:
    • Пайплайн Cell Ranger демультиплексирует FASTQ-чтения, выравнивает их на геном и строит матрицу «гены×клетки», потребляемую downstream-инструментами.
    • Seurat и Scanpy снижают размерность (UMAP), кластеризуют клетки по типам и выводят траектории псевдовремени (Monocle, scVelo), поставляя клиенту UMAP-карту кластеров и перечень уникальных онкомаркеров.

Источники 36

  1. 10x genomics — 2024-08-22T00:00:00.000Z
  2. 10x genomics — 2024-10-15T00:00:00.000Z
  3. 10x genomics — 2024-03-25T00:00:00.000Z
  4. 10x genomics — 2026-02-02T00:00:00.000Z
  5. 10x genomics — 2026-03-31T00:00:00.000Z
  6. Bd biosciences — 2025-09-17T00:00:00.000Z
  7. Bd biosciences — 2025-03-25T00:00:00.000Z
  8. Bd biosciences — 2024-06-26T00:00:00.000Z
  9. Bd biosciences — 2024-06-26T00:00:00.000Z
  10. Bd biosciences — 2026-01-20T00:00:00.000Z
  11. Mission bio — 2026-06-03T00:00:00.000Z
  12. Mission bio — 2025-06-05T00:00:00.000Z
  13. Mission bio — 2025-12-29T00:00:00.000Z
  14. Mission bio — 2026-05-07T00:00:00.000Z
  15. Mission bio — 2026-04-30T00:00:00.000Z
  16. Singleron — 2024-02-12T00:00:00.000Z
  17. Singleron — 2025-05-27T00:00:00.000Z
  18. Singleron — 2025-11-14T00:00:00.000Z
  19. Singleron — 2026-02-23T00:00:00.000Z
  20. Singleron — 2025-03-19T00:00:00.000Z
  21. Bgi — 2026-06-28
  22. Bgi — 2026-06-28
  23. Bgi — 2026-06-28
  24. Bgi — 2026-06-28
  25. Bgi — 2026-06-28
  26. Bgi — 2026-06-28
  27. Bgi — 2026-06-28
  28. Bgi — 2026-06-28
  29. Novogene — 2026-06-28
  30. Novogene — 2026-06-28
  31. Novogene — 2026-06-28
  32. Novogene — 2026-06-28
  33. Novogene — 2026-06-28
  34. Novogene — 2026-06-28
  35. Novogene — 2026-06-28
  36. Novogene — 2026-06-28