時間: 2022年12月25日 13:23 | 作者：朗依制藥 | 來源: 醫藥資訊| 閱讀: 191次
擁擠的空間轉錄組學領域有了一個新的競爭者。華大基因研究公司的Stereo-Seq (SpaTial Enhanced REsolution Omics sequencing)技術已經進入了這個領域，并于當天在Cell Press上發表了四篇獨立的論文。這些第一批生命全景空間地圖集檢查了不同發育階段生物體的細胞動力學，為疾病治療、發育和衰老提供了潛在的重要新信息，并提高了對生物進化的理解。
Stereo-Seq技術發表在《Cell》雜志上，題為““，發表在《發育細胞》(Developmental Cell)雜志上的另外三項研究描述了使用Stereo-Seq繪制發育中的果蠅胚胎和幼蟲、斑馬魚胚胎發生和擬南芥葉片轉錄組分析的過程。
我國華大基因研究（BGI-Research）是華大基因集團的三個分支之一，另外兩個是MGI和BGI Genomics。Ao Chen博士，時空組學首席科學家，華大基因生物化學研究所所長，2021年加入華大基因研究。Chen在公司的頭幾年是開發DNA納米球技術(DNB-seq)團隊的一員，該技術被用于MGI的測序儀。他們取得的部分進展是最大化納米球的密度，并開發出最大的測序芯片。
這些工具現在正被應用于RNA。Chen的團隊將測序芯片轉化為能夠捕獲RNA的stereo芯片。DNB攜帶信息、位置和空間條形碼，因此每個RNA都可以通過DNB單獨標記。
Chen告訴GEN, Stereo-Seq有兩個主要好處。首先，它們的亞細胞分辨率可以達到500納米，他說，這是目前為止的最高分辨率。另一個優勢是大(厘米級)視場。
這個過程從條形碼的DNB開始。在裝載之前，條碼的順序和DNB的位置是未知的。加載后，經過25個循環的測序，可以發現每個DNB的位置和條形碼。然后，將poly-T加入到DNB中，這樣芯片就可以捕獲RNA了。載玻片和試劑被包裝并作為Stereo-Seq試劑盒發送給合作者。在研究人員對切片進行冷凍切片后，它們被送回華大基因。在這里，組織是通透性的，并進行逆轉錄。將標記的cDNA沖洗掉，繪制空間條形碼。
除了分發試劑盒，華大基因還在世界各地建立立體聲實驗室——美國、歐洲、澳大利亞、新加坡和中國。美國的立體實驗室位于加州圣何塞，是華大基因研究的美國分部。如果研究人員想在他們自己的中心建立管道，他們也可以安排在內部建立一個立體實驗室。
合作者們使用Stereo-Seq檢查了小鼠的早期胚胎發育，特別是從9.5天到16.5天，這段時間內胚胎發育速度最快。這些數據生成了小鼠器官發生時空轉錄組圖譜(MOSTA)，該圖譜以單細胞分辨率和高靈敏度繪制了小鼠器官發生過程中轉錄變異的動力學和方向性。
科學家們首次能夠繪制出一系列高精度的地圖，顯示從16.5個胚胎開始的大約30萬個細胞的精確位置。BGI-Research利用這些信息制作了小鼠的全景圖譜，并深入了解了發育中的大腦組織(包括中腦背側)細胞變異和分化的分子基礎。
“過去20年來，單細胞分析方法的發展確實在我們理解細胞之間差異的能力方面產生了顯著的差異。最近，人們開始有可能將這種分析與組織或類器官組織切片中的細胞位置相結合，”劍橋大學臨床醫學院的醫學教授、FMedSci教授帕特里克·麥克斯韋說?！霸谖铱磥?，這篇新論文將這一技術提升到了一個新的水平，它結合了一個大尺寸的視野，使得在發育中的小鼠胚胎規模上分析組織成為可能，同時具有非常高的分辨率和非常深的轉錄組讀取深度?！?/p>
以妊娠期只有24小時的斑馬魚為對象進行了類似的胚胎研究，并制作了果蠅細胞圖譜的3D模型。果蠅、斑馬魚和小鼠胚胎發育的時空轉錄組圖譜為胚胎發育過程中胚胎模式及其相關分子機制的研究打開了新的大門，為進一步研究提供了重要的數據參考，也為揭示胚胎進化提供了基準。
通過對擬南芥葉片細胞的Stereo-Seq研究，克服了長期以來對葉片等植物組織進行空間分辨單細胞組學研究的困難。華大基因研究公司證明了Stereo-Seq技術可以應用于植物科學研究和作物育種研究。一些關鍵應用包括了解水稻、小麥和玉米等主要作物種子發育的關鍵基因、抗旱機制、抗熱機制和耐鹽機制。這有助于培育對許多全球可持續發展計劃至關重要的高質量、抗脅迫的作物品種。
與這些論文的發表同時，時空組學聯盟(STOC)宣布成立，該組織包括一個大約80名科學家組成的國際組織。
“有許多來自不同領域的偉大的細胞圖譜科學家，”華大基因研究中心單細胞組學首席科學家、細胞科學研究所所長劉龍奇博士指出。他們在幾年前就有了在華大基因成立這樣一個小組的想法，劉指出，但這是一個Cell編輯的建議，網易，使聯盟開始起步。
華大基因研究團隊希望使用Stereo-Seq技術來繪制更多的地圖。事實上，他們在今年3月發布了一份預印本，描述了一份全面的猴子大腦單細胞空間轉錄組圖譜。他們使用這項技術在大約一周的時間內分析了130張幻燈片。