單細胞測序,你這麼火大家知道嗎?---記2015基因組學前沿研討會之單...

　　最近幾年，關於單細胞測序的報導日益增多。事實上，單細胞測序是一個新興的領域。據了解，單細胞測序萌芽於2010年，13年左右才真正發展起來。2014年，單細胞測序的應用被列為《自然—方法學》(Nature Methods)年度最重要的方法學進展。2015基因組學前沿研討會將單細胞組學單獨列為一個單元，可見單細胞測序在當前基因組學前沿研究中的熱度。

　　本次研討會上，報告主題涉及單細胞組學領域的報告人，包括美國哈佛大學終身教授謝曉亮博士,美國德克薩斯大學達拉斯分校張奇偉博士，廈門大學楊朝勇博士，中國科學院重慶綠色智能技術研究院王德強博士，北京大學湯富酬博士，美國貝勒免疫研究所林巍博士，華中科技大學寧康博士，南方科技大學賀建奎博士，華中農業大學李響同學等。

　　事實上，即使是來源相同的單個細胞，由於隨機生物過程和環境擾動的原因，彼此在許多方面也存在差異，即細胞的異質性。常見的基因組測序技術避免不了這一現象帶來的影響，基於這一原因，研究人員開啟了單細胞測序技術的探索之路。此次研討會的單細胞組學單元中也有多個報告涉及了單細胞/單分子測序技術的最新進展。

　　其中，謝曉亮教授，於2012年在Science發表的論文中推出了一項新技術，多重退火和成環循環擴增技術(Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles, MALBAC)。這項技術能從一個細胞的基因組中，分離出DNA。據了解，這種技術能降低PCR擴增偏倚，使得單細胞中93%的基因組能夠被測序。從而使得檢測單細胞中較小的DNA序列變異變得更容易，也能夠發現個別細胞之間的遺傳差異。這樣的差異可以幫助解釋癌症惡化的機制，生殖細胞形成機制，甚至是個別神經元的差異機制。目前，這項技術已經應用到體外受精以及腫瘤的個性化治療中。

謝曉亮

　　來自廈門大學的楊朝勇教授，運用液滴微流控技術進行高通量的單細胞檢測，包括分離，處理和分析DNA、RNA和蛋白質，這種技術是在微流控晶片上發展起來的一種操縱微小體積液體的全新技術。在傳統的液滴微流控技術基礎上,將「油包水」改成「油包瓊脂糖」,同時楊教授提出了一種瓊脂糖液滴微流控技術。這項技術已經成功應用到蛋白結晶、酶分析、化學合成、單分子/單細胞研究等分子與細胞生物學及分析化學研究領域中。

楊朝勇

　　據了解，上世紀90年代已有關於利用納米孔進行核酸序列識別的報導，該方法存在DNA易位速率過快的問題。中國科學院重慶綠色智能技術研究院王德強博士，正在研發新一代單分子測序技術，在直徑小於雙螺旋的固態納米孔中，通過拉伸雙鏈DNA，減慢單個分子的雙鏈DNA的易位速度。

王德強

　　目前，單細胞的RNA或DNA測序方法不允許同時分析轉錄組和基因組序列。來自深圳南方科技大學的賀建奎博士介紹到，他們利用基於新一代測序技術的策略解決了這一問題。以小鼠卵母細胞為例，這種將單個卵母細胞DNA和RNA測序合併的方法可以達到基因組的高覆蓋率和低偏好性轉錄組的可重複性。這項技術將有助於實現生物學和醫學的核目標，即將生理或病理條件下單個細胞的基因型和表型完美地聯繫起來。

賀建奎

　　從此次研討會上單細胞組學的熱烈討論中，我們可以感受到，現在是單細胞測序的蓬勃發展階段，相信在不久的將來，科學工作者們能解釋更多的諸如遺傳性疾病的成因、癌症惡化機制等問題，為精準醫學和個性化醫療等臨床應用提供更堅實的理論基礎。

                                                                                                                                       編輯：史秀明

 

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