研究人員測量單個細胞中的基因活性

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】對於生物學家來說，單個細胞是一個自己的世界：它可以構成組織的一個和諧部分，或者是遊盪性的，並且像癌症一樣，呈現出病態的狀態。但是生物學家長期以來一直在努力識別和追蹤隱藏在組織內的許多不同類型的細胞。華盛頓大學(University of Washington)和艾倫腦科學研究所(Allen Institute for Brain Science)的研究人員已經開發出一種新的方法，可以對組織樣本中大量的細胞進行分類和跟蹤。在3月15日發表在《科學》(Science)雜誌上的一篇論文中，研究小組報告稱這種新的方法——即所謂的「split -seq」——能夠可靠地追蹤組織中單個細胞水平的基因活動。

分裂-SEQ，圖片版權：Georg Seelig

UW的副教授，同時也是電子工程系和保羅·g·艾倫計算機科學與工程學院的副教授資深作家Georg Seelig說：細胞之間的差異是基於它們基因的活動——基因被關閉或開啟，使用分裂-seq就可以測量單個細胞中的基因活動，即使組織樣本中有成千上萬個不同的細胞。Split -seq是一種傳統的測量基因表達的方法，它是一種傳統的測量基因表達的方法。十多年來，科學家通過對RNA的基因「字母」進行測序來測量組織中的基因表達，這是基因表達的第一步。這種標準的方法被稱為RNA序列，在整個組織中都是RNA。但是這種方法並不能告訴研究人員細胞內的細胞是如何不同的。單細胞RNA測序通過對分離細胞的RNA測序來解決這一問題，但是現有的方法代價高昂，而且不能很好地擴展。

SPLiT-seq使單細胞rna測序成為可能，而無需分離單個細胞。研究人員將這些細胞進行了4輪「洗牌」——將它們分成不同的池，然後將它們混合在一起。在每一個洗牌步驟中，他們用自己獨特的DNA「條碼」標記每個池中的RNA。在四輪洗牌和標籤的末尾，每個細胞的RNA基本上都包含了它自己獨特的barcodesi組合，而條碼組合也包含在組織中所有RNA的大量測序中。「通過這些『分池條碼』的步驟，我們解決了測量基因表達的一個大問題：可靠地識別出在原始組織樣本中哪些RNA分子來自哪個細胞，他也是UW分子工程與科學研究所的研究員。Allen Institute for Brain Science的分子遺傳學副主任合著者Bosiljka Tasic說：隨著這個問題的解決，我們可以開始對我們在組織中定義的不同類型的細胞提出生物學上的問題。

研究小組在實驗室小鼠的大腦和脊髓組織樣本上進行了分裂-seq。使用分裂-seq，他們可以測量超過156000個細胞的基因活性。根據基因活動的模式，他們估計在這些組織樣本中有100多種不同類型的細胞——包括不同發育和分化階段的神經元和膠質細胞。Seelig說，SPLiT-seq可以以「每單元一分錢」的成本提供豐富的生物數據。研究人員稱，這比其他單細胞RNA測序方法的成本要低得多。研究人員說，SPLiT-seq可以回答關於組織如何發展的重要問題，並識別出在帕金森氏症或癌症等複雜疾病發生之前基因表達的微小變化。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Science

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：華盛頓大學

編譯：雙螺旋

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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