記2015基因組學(xué)前沿研討會(huì)之單細(xì)胞組學(xué)

　　最近幾年，關(guān)于單細(xì)胞測(cè)序的報(bào)道日益增多。事實(shí)上，單細(xì)胞測(cè)序是一個(gè)新興的領(lǐng)域。據(jù)了解，單細(xì)胞測(cè)序萌芽于2010年，13年左右才真正發(fā)展起來(lái)。2014年，單細(xì)胞測(cè)序的應(yīng)用被列為《自然—方法學(xué)》(Nature Methods)年度最重要的方法學(xué)進(jìn)展。2015基因組學(xué)前沿研討會(huì)將單細(xì)胞組學(xué)單獨(dú)列為一個(gè)單元，可見單細(xì)胞測(cè)序在當(dāng)前基因組學(xué)前沿研究中的熱度。

　　本次研討會(huì)上，報(bào)告主題涉及單細(xì)胞組學(xué)領(lǐng)域的報(bào)告人，包括美國(guó)哈佛大學(xué)終身教授謝曉亮博士,美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校張奇?zhèn)ゲ┦浚瑥B門大學(xué)楊朝勇博士，中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院王德強(qiáng)博士，北京大學(xué)湯富酬博士，美國(guó)貝勒免疫研究所林巍博士，華中科技大學(xué)寧康博士，南方科技大學(xué)賀建奎博士，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李響同學(xué)等。

　　事實(shí)上，即使是來(lái)源相同的單個(gè)細(xì)胞，由于隨機(jī)生物過(guò)程和環(huán)境擾動(dòng)的原因，彼此在許多方面也存在差異，即細(xì)胞的異質(zhì)性。常見的基因組測(cè)序技術(shù)避免不了這一現(xiàn)象帶來(lái)的影響，基于這一原因，研究人員開啟了單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的探索之路。此次研討會(huì)的單細(xì)胞組學(xué)單元中也有多個(gè)報(bào)告涉及了單細(xì)胞/單分子測(cè)序技術(shù)的最新進(jìn)展。

　　其中，謝曉亮教授，于2012年在Science發(fā)表的論文中推出了一項(xiàng)新技術(shù)，多重退火和成環(huán)循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)(Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles, MALBAC)。這項(xiàng)技術(shù)能從一個(gè)細(xì)胞的基因組中，分離出DNA。據(jù)了解，這種技術(shù)能降低PCR擴(kuò)增偏倚，使得單細(xì)胞中93%的基因組能夠被測(cè)序。從而使得檢測(cè)單細(xì)胞中較小的DNA序列變異變得更容易，也能夠發(fā)現(xiàn)個(gè)別細(xì)胞之間的遺傳差異。這樣的差異可以幫助解釋癌癥惡化的機(jī)制，生殖細(xì)胞形成機(jī)制，甚至是個(gè)別神經(jīng)元的差異機(jī)制。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到體外受精以及腫瘤的個(gè)性化治療中。

　　來(lái)自廈門大學(xué)的楊朝勇教授，運(yùn)用液滴微流控技術(shù)進(jìn)行高通量的單細(xì)胞檢測(cè)，包括分離，處理和分析DNA、RNA和蛋白質(zhì)，這種技術(shù)是在微流控芯片上發(fā)展起來(lái)的一種操縱微小體積液體的全新技術(shù)。在傳統(tǒng)的液滴微流控技術(shù)基礎(chǔ)上,將“油包水”改成“油包瓊脂糖”,同時(shí)楊教授提出了一種瓊脂糖液滴微流控技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到蛋白結(jié)晶、酶分析、化學(xué)合成、單分子/單細(xì)胞研究等分子與細(xì)胞生物學(xué)及分析化學(xué)研究領(lǐng)域中。

　　據(jù)了解，上世紀(jì)90年代已有關(guān)于利用納米孔進(jìn)行核酸序列識(shí)別的報(bào)道，該方法存在DNA易位速率過(guò)快的問(wèn)題。中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院王德強(qiáng)博士，正在研發(fā)新一代單分子測(cè)序技術(shù)，在直徑小于雙螺旋的固態(tài)納米孔中，通過(guò)拉伸雙鏈DNA，減慢單個(gè)分子的雙鏈DNA的易位速度。

　　目前，單細(xì)胞的RNA或DNA測(cè)序方法不允許同時(shí)分析轉(zhuǎn)錄組和基因組序列。來(lái)自深圳南方科技大學(xué)的賀建奎博士介紹到，他們利用基于新一代測(cè)序技術(shù)的策略解決了這一問(wèn)題。以小鼠卵母細(xì)胞為例，這種將單個(gè)卵母細(xì)胞DNA和RNA測(cè)序合并的方法可以達(dá)到基因組的高覆蓋率和低偏好性轉(zhuǎn)錄組的可重復(fù)性。這項(xiàng)技術(shù)將有助于實(shí)現(xiàn)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的核目標(biāo)，即將生理或病理?xiàng)l件下單個(gè)細(xì)胞的基因型和表型完美地聯(lián)系起來(lái)。

　　從此次研討會(huì)上單細(xì)胞組學(xué)的熱烈討論中，我們可以感受到，現(xiàn)在是單細(xì)胞測(cè)序的蓬勃發(fā)展階段，相信在不久的將來(lái)，科學(xué)工作者們能解釋更多的諸如遺傳性疾病的成因、癌癥惡化機(jī)制等問(wèn)題，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和個(gè)性化醫(yī)療等臨床應(yīng)用提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。