以往的單細胞轉(zhuǎn)錄組圖譜分析大多是停留在組織或器官的層面。近日，兩個研究小組利用Drop-seq技術(shù)來繪制整個復(fù)雜動物的細胞圖譜，并建立細胞譜系。這兩項研究的對象都是地中海渦蟲（Schmidtea mediterranea），成果發(fā)表在《Science》雜志上。
在第一項實驗研究中，懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所和麻省理工學(xué)院的研究人員報告稱，他們基本上能夠確定地中海渦蟲的每種細胞的轉(zhuǎn)錄組。他們測序了50,000多個單細胞，并確定了至少44個不同的細胞群，以及150多個亞群。
“這就像動物的基因組一樣，我們認為這種類似于地圖的細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集可以作為一種資源，不僅可推動真渦蟲的研究，還可以推動其他兩側(cè)對稱動物的研究，”他們寫道。
在第二項實驗研究中，德國Max Delbrück分子醫(yī)學(xué)中心的研究人員也繪制了地中海渦蟲的細胞類型圖譜以及譜系樹。他們測序了20,000多個單細胞，鑒定出至少51個細胞群和23個獨立的細胞譜系。
“我們的研究結(jié)果證明了單細胞轉(zhuǎn)錄組分析對繪制和重建發(fā)育和再生生物學(xué)基本過程的重要性，”研究人員寫道，并認為這種方法將成為此領(lǐng)域不可缺少的工具。
地中海渦蟲是一種真渦蟲，成年后身體的任何部位都具有再生能力。美國的研究小組寫道：“由于真渦蟲組織的不斷更新，基本上所有細胞譜系的所有階段都存在于成蟲體內(nèi)，從多能干細胞到分化的細胞?！?因此，分析整個生物體將提供一幅近乎完整的細胞類型圖像。
德國研究小組表示，他們驗證了近期報道的幾種罕見細胞類型，并發(fā)現(xiàn)了更多細胞，而美國研究小組則認為它在確定真渦蟲的細胞類型轉(zhuǎn)錄組上已基本達到飽和狀態(tài)。
對于細胞類型聚類分析，兩組都使用了一種名為Seurat的計算方法，這種方法利用RNA-seq數(shù)據(jù)來推導(dǎo)單個細胞之間的空間關(guān)系。他們在線發(fā)布了其數(shù)據(jù)和工具。美國研究小組還開發(fā)了一種工具來生成聚類表達數(shù)據(jù)，而德國團隊創(chuàng)建了一個訪問單細胞數(shù)據(jù)的交互式網(wǎng)站。
德國研究人員將他們的方法與基于轉(zhuǎn)基因或CRISPR基因擾動的高通量譜系追蹤方法進行了對比，并指出這種方法可以應(yīng)用在所有物種上，只要能夠分離和測序單細胞。他們補充說，該方法還可以識別新生干細胞及其分化軌跡，并發(fā)現(xiàn)其他物種中與分化有關(guān)的基因——這是未來研究的主題。
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