Advances in single-cell omics and multiomics for high-resolution molecular profiling

Lim Jongsu; Park Chanho; Kim Minjae; Kim Hyukhee; Kim Junil; Lee Dong-Sung

doi:10.1038/s12276-024-01186-2

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저자정보: Lim Jongsu (University of Seoul) Park Chanho (University of Seoul) Kim Minjae (University of Seoul) Kim Hyukhee (University of Seoul) Kim Junil (Soongsil University) Lee Dong-Sung (University of Seoul)

저널정보: 대한생화학·분자생물학회 Experimental and Molecular Medicine Experimental and Molecular Medicine Vol.56

발행연도: 2024.3

수록면: 1 - 12 (12page)

DOI: 10.1038/s12276-024-01186-2

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Single-cell omics technologies have revolutionized molecular profiling by providing high-resolution insights into cellular heterogeneity and complexity. Traditional bulk omics approaches average signals from heterogeneous cell populations, thereby obscuring important cellular nuances. Single-cell omics studies enable the analysis of individual cells and reveal diverse cell types, dynamic cellular states, and rare cell populations. These techniques offer unprecedented resolution and sensitivity, enabling researchers to unravel the molecular landscape of individual cells. Furthermore, the integration of multimodal omics data within a single cell provides a comprehensive and holistic view of cellular processes. By combining multiple omics dimensions, multimodal omics approaches can facilitate the elucidation of complex cellular interactions, regulatory networks, and molecular mechanisms. This integrative approach enhances our understanding of cellular systems, from development to disease. This review provides an overview of the recent advances in single-cell and multimodal omics for high-resolution molecular profiling. We discuss the principles and methodologies for representatives of each omics method, highlighting the strengths and limitations of the different techniques. In addition, we present case studies demonstrating the applications of single-cell and multimodal omics in various fields, including developmental biology, neurobiology, cancer research, immunology, and precision medicine.

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