Nature發布單細胞基因組研究重要成果

　　在第一個基因組范圍的這類實驗中，研究人員獲得了對于小鼠胚胎如何首先從一個結構松散的細胞球開始轉變為小的結構化實體的新認識。這項由歐洲生物信息學研究所(EMBL-EBI)和維康信托基金會-MRC劍橋干細胞研究所領導的單細胞基因組學研究發布在《自然》（Nature）雜志上。

　　原腸胚形成（Gastrulation）是動物的整個身體圖式設立的時間點，就在個體的器官開始發育之前。認識發育非常早期的這一時間點對于了解動 物的發育機制以及事情出錯的機制至關重要。在研究原腸胚形成中面對的最大的挑戰之一是，在這一階段構成胚胎的細胞數量非常的少。

　　維康信托基金會-MRC劍橋干細胞研究所研究小組負責人Bertie Gottgens說：“如果我們想更好地了解我們周圍的自然世界，動物是如何發育的是一個基本的問題。你是如何從一個卵子變為具有各種各樣組織的動物的？ 早期發育過程中出現問題可導致許多事情出錯，如出生缺陷。我們需要獲得正常發育的圖集在事情出錯時用于比較。”

　　現在，由于單細胞測序技術的進步，該研究小組能夠分析處于原腸胚階段的小鼠胚胎1000多個單獨的細胞。由此生成了健康哺乳動物發育極早期的基因表達圖集。

　　EMBL-EBI 、維爾康姆基金會桑格研究所和劍橋大學的研究組負責人John Marioni 說：“單細胞技術給我們過去使用的技術帶來了重大的改變——我們現在可以直接觀察在發育的最早期階段正在發生的事情。我們現在可以檢測單個細胞，了解在一 些發育階段活化的整套基因——直到現在獲得這些信息都是相當困難的事情。一旦我們獲得了它，我們就可在某一特定發育階段某些遺傳因子無法正確發揮作用的胚 胎中取得細胞，將它們映射到健康圖集上，更好地了解有可能正在發生的事情。”

　　為了說明這一圖集的有用性，該研究小組研究了當移除對血細胞形成至關重要的一個遺傳因子時發生的事情。

　　John說：“我們發現在健康胚胎中注定將變成血細胞的細胞，在缺乏這一關鍵基因的胚胎中會變得困惑，事實上停滯不前。它令人如此興奮的地方在于， 演示出了現在我們可以如何來檢測在做決定的精確時間點事實上正在做決定的極少數細胞。它令我們對發育有了一個完全不同的視角。”

　　Bertie 說：“對于我而言，真正令人興奮之處在于，我們可以觀察以前我們就知道很重要但卻無法看到的事情——這或許就像人們在第一次得到顯微鏡時，感覺突然看到了他們從未想過的世界。單細胞基因組學將改變我們對于早期發育的認識，這只是個開始。”

　　單細胞基因組旨在通過組學方法研究單個細胞。近年來隨著技術的發展，這一年輕的領域正在迅速成熟起來。單細胞基因組研究的前身可以追溯到用芯片檢測單細胞的基因表達。不過，新一代DNA測序才是單細胞基因組學的大功臣，這些技術的出現讓單細胞基因組研究最終一飛沖天。

　　2016年5月，來自軍事醫學科學院、北京大學、中國醫學科學院等機構的研究人員報告稱，他們在單細胞水平下追蹤了造血干細胞（HSCs）的形成。這一重要的成果發布在Nature雜志上。

　　來自霍華德休斯醫學研究所的(HHMI)的科學家們通過單細胞基因組測序發現，正常成人大腦的單個神經元中可能有1000多個遺傳突變，而它周圍的 細胞中卻不存在這些突變。其中大多數的突變似乎是在大腦發育完成后基因被積極利用之時產生的。研究結果發布在2015年10月2日的Science雜志上 。

　　來自北京大學的研究人員報告稱，他們開發出了一種基于乳液的擴增方法來抑制擴增偏移檢測單細胞拷貝數變異（CNV），同時以高精確度檢測單核苷酸變 異(SNV)。這一方法能夠與各種擴增實驗方案包括廣泛使用的多重置換擴增(MDA)相兼容。這一重要的成果發布在2015年9月4日的PNAS雜志上。