自慰 英文 科学家到手杀青活细胞转录组测序
发布日期：2024-10-04 07:14 点击次数：130
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活细胞测序记载细胞变化暗意图。图片开首：Duygu Koldere Vilain
在婴儿呱呱堕地之前，受精卵是怎样发育成复杂个体的？为什么平日的细胞会徐徐造成癌细胞？
细胞是生命的基本单元，了解它的昔时、咫尺和将来不仅有助于东谈主们了解平日发育的经由，也对贯通疾病的产生和发展至关紧迫。关联词，“看清”细胞的“前世今生”仍然存在显赫的时间贫窭。
8月17日，中国科学院深圳先进时间参谋院合成生物学参谋所参谋员陈万泽行为共同第一作家在《当然》发表长文，先容了参谋团队在海外创始的活细胞转录组测序时间（Live-seq）。该时间初次让单细胞进行转录测序后还是能保抓细胞存活，杀青了活细胞全基因抒发的和谐不雅测。
“该参谋杀青了使用Live-seq时间对归拢个活细胞屡次分离部分细胞质进行屡次转录组测序的可行性，标明这一时间有望在将来用于构建单个活细胞的转录组系列变化动态。该参谋为单细胞转录组测序提供了全新的参谋政策，为咱们贯通生命经由的动态变化提供了强有劲的妙技，是这一界限的又一紧要打破。”北京大学生命科学学院讲授汤富酬褒贬谈。
不杀死细胞就能测序
东谈主体内的细胞领有真的不异的基因组，然而为什么能够产生多各样种的细胞？基因组中数万个基因的抒发与否和抒发量的高下，很猛进程上决定了细胞的种类和功能，比如神经细胞、免疫细胞、各样肿瘤细胞等。
若是知谈细胞不同时间的基因抒发的变化，就能够了解细胞的昔时、咫尺和将来。
现时，单细胞转录组测序时间是了解细胞情景的紧迫妙技。就像看一张“高清像片”，通过单细胞测序能够看清细胞咫尺所有基因的抒发情景。然而，这些时间在贯通细胞情景“电影”般的动态变化上却濒临很大的挑战。
“运用单细胞转录组测序时间不雅测细胞情景的前提是将细胞裂解，索要其中的RNA来测定每个基因抒发量的高下，这么就不可幸免地杀死了细胞。”陈万泽说，“此外，使用单细胞测序时间也只可了解到一个细胞当下的情景，却不行获取它的昔时，也无法证实它将来的功能。”
通过近7年的竭力，陈万泽与配合者成立了活细胞转录组测序时间Live-seq，其中枢是通过对活细胞中的部分细胞质进行微创索要，并对极其微量的细胞质RNA进行扩增，在单细胞转录组测序后依旧保抓细胞的存活和功能，从而杀青细胞动态变化的追踪。
论文通信作家、瑞士洛桑联邦理工学院讲授Bart Deplancke浮现，该时间兼具全基因抒发分辨率和动态剖析智商，是咫尺对单细胞转录组获胜动态测量、偶联细胞现存情景偏激后续表型的独一惩处有盘算推算。
两次碰壁，终于“钓”出RNA
如安在不杀死细胞的前提下看到细胞的动态变化？
“咱们领先念念到的是外泌体，它是细胞向外面吐出来的小泡，内部有卵白、RNA等物资。若是咱们把单个细胞的外泌体王人收罗起来，再对其中的RNA进行测量，大要就不错在一定进程上反应细胞情景而又不杀死细胞。”陈万泽说。
单个细胞中仅有10皮克RNA，相配于1克的一千亿分之一，而细胞外泌体中的RNA更是少之又少。参谋团队想象了微流控芯片来完成单细胞拿获、外泌体收罗等经由，发现由于外泌体中的RNA数目太少，根底无法杀青单细胞分子水平的不雅测。
随后，陈万泽尝试运用在生命科学界限尽头小众的原子力显微镜——它有一个很尖的硅探针，多用来检测物资名义性质。参谋团队对探针进行名义活化、修饰、洗脱等改变后，让其能够把细胞中的RNA“钓”出来。
“这种探针很细，对细胞的毁伤很小，就像‘鱼钩’不异，痴汉改变后不错把细胞中的RNA‘钓’出来，又能保证细胞持续存活。咱们改变了数十个探针后，后果只在两个细胞上到手‘钓’到了基因。”陈万泽回忆谈，其时购买一个原子力显微镜探针需要800好意思元，参谋本钱太高，到手率太低，让这项参谋再次受阻。
瑞士洛桑联邦理工学院学科交叉氛围浓厚。在一次未必的学术疏通中，陈万泽与导师了解到，瑞士苏黎世联邦理工学院的Julia Vorholt施行室成立了一种极端的原子力显微镜，能够吸出一部分细胞质。
一番疏通后，两个课题组一拍即合，张开了和谐攻关。和谐团队对一系列施行经由进行了优化，惩处了RNA降解、低温下的快速操作、超微量样品周折、采样通谈清洗幸免交叉混浊、图像下追踪细胞等多种问题，以保证施行后果的可靠性。
和谐团队运用再行改变后的Live-seq，对5种类型共295个细胞进行了测序，发现Live-seq能够灵验分歧不同类型的细胞，且平均每个细胞能检测到约4112个基因的抒发信息。
仅对少许的细胞质进行测序，是否就能代表细胞的情景？“咱们平行相比了单细胞测序后果，发现活细胞测序后果与粗糙的单细胞测序后果高度吻合，证明注解Live-seq能够很好地体现细胞的全转录组情景。”陈万泽说。
细胞的存活率又怎样保证呢？
“原子力探针顶端惟有几百个纳米大小，并且能和细胞膜密封，对细胞毁伤极小。吸取约5%至50%的细胞质后，细胞体积不错快速还原到平日水平，存活率在85%至89%之间，细胞能进行平日分裂。通过一系列的功能分析和分子表征，咱们莫得发现Live-seq对细胞情景有显赫影响。”陈万泽浮现。
对此，审稿东谈主在评审成见中也写谈：“由于细胞测序后仍旧存活，Live-seq初次杀青对归拢个细胞全基因抒发的和谐测量。”
细胞测序史从“高清图片”到“高清电影”的超过
久碰香蕉线视频在线观看视频在细胞不雅测时间史上，显微成像和基因裁剪介导的分子记载等时间不仅能不雅察细胞水平的滋长、分裂、弃世等经由，还能不雅测细胞中的单个或几个基因筹画。
2009年，单细胞转录组测序时间为更系统、全面地界说细胞类型和情景提供了变革性妙技。但东谈主们仍然只可不雅察到细胞的静形色态，无法和谐不雅测细胞动态或者搜检细胞后续的表型。
若是把运用单细胞转录组测序时间不雅测细胞譬如为看一张细胞在分子水平的高清图片，那么运用Live-seq不雅测细胞就好比看一部高清电影，能够看见细胞的“前世今生”。
“Live-seq不错回应细胞的昔时何如决定它的咫尺，不仅知谈细胞中为何存在各别，还知谈这些各别从何而来。”陈万泽先容谈。
在考据施行中，团队运用Live-seq获胜测定了归拢个巨噬细胞在不同时间的情景变化，发现细胞肇始情景的少数基因的抒发各别和噪声（如Nfkbia、Gsn等）是决定细胞后续反应各别的紧迫原因。相对而言，粗糙的单细胞转录组无法找到这些规定。
陈万泽浮现，尽管Live-seq仍然存在诸多挑战，需要进一步完善，比如低通量、暂不行在体内应用、在高度极化且mRNA分散不均的细胞中无法杀青全细胞转录组测序、对细胞更屡次的采样还需进一步参谋等，但该时间初次杀青了活细胞和谐不雅测，为单细胞测序时间发展带来了更多可能性。将来，团队将进一步擢升Live-seq时间的实用性。
关系论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05046-9自慰 英文