著名學者Nature綜述：單細胞測序之現狀

　　每個細胞都是獨一無二的，但我們的研究對象往往是細胞群體，忽略了這些細胞之間的異質性。正因如此，單細胞基因組學研究受到了越來越多的關注。

　　單細胞基因組學領域近年來發展得非常迅速，為人們揭示了復雜生物學體系的許多重要線索，包括微生物群落的生態多樣性和人類癌癥的基因組。一月二十五日Nature Reviews Genetics雜志發表的一篇重要綜述，全面介紹了單細胞基因組測序的發展現狀。文章的通訊作者是著名科學家、斯坦福大學生物工程系主任Stephen R. Quake。

　　Quake也是HHMI 研究員、美國科學院、美國工程院、美國醫學院院士。他的主要貢獻在于將集成芯片的原理和技術成功地應用于生物學和醫學研究，目前名下擁有80項ZL，并創辦了4家公司。

　　這篇文章首先探討了單細胞基因組測序面臨的技術挑戰，隨后介紹了一些技術進步帶來的生物學新發現。重點關注用單細胞基因組測序研究微生物暗物質，評估多細胞生物中遺傳嵌合現象的致病作用，尤其是癌癥。文章末尾還預測了未來幾年單細胞基因組測序可能出現的一些進展。

　　前不久，北京大學湯富酬和文路發表的點評被Nature雜志評為了2015年最佳評論文章。這篇文章重點介紹了Hubrecht研究所的單細胞mRNA測序研究，特別是他們開發的RaceID算法。這種聰明的算法能夠在復雜的細胞混合物中有效鑒定稀有細胞類型。RaceID假定不同細胞類型強力表達一些特異性的“異常值”基因。只要仔細排除技術和生物學噪音，就可以從測序數據中鑒定到這樣的基因。單細胞mRNA測序與RaceID算法結合在一起形成了一個強大的工具，可以幫助人們深入了解健康和病變器官中的各種細胞類型

　　高度表達基因以隨機爆發的形式轉錄，這一現象也被稱為轉錄爆發（Transcriptional bursting）。為了在細菌中研究轉錄爆發的具體機制，哈佛大學和北京大學生物動態光學成像中心的研究人員開發了一個高通量的單分子分析技術，對各DNA模板的體外轉錄進行了跟蹤研究。這一成果發表在2014年07月的Cell雜志上，文章的通訊作者是著名學者謝曉亮教授（X. Sunney Xie）。謝曉亮教授是單分子生物物理化學和相干拉曼散射顯微成像的開拓者之一。近年來他在單細胞測序技術上取得突破，發表了不少重要成果。

　　我們知道，單細胞的DNA（大約只有6 pg）無法滿足測序的mg級樣品量需求。為了從少量樣品中獲得更多信息，全基因組擴增技術（WGA）應運而生。目前市場上出現了多種擴增試劑盒，但它們的表現還沒有一個綜合的評估。為此，華大基因的研究人員利用7種試劑盒開展單細胞全基因組擴增，系統地比較了不同WGA方法的優點和缺點，尤其關注變異檢測。這項成果于2015年8月發表在《GigaScience》期刊上。