新版本scRNA-seq發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞再生取決于“位置”

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新版本scRNA-seq發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞再生取決于“位置”-肽度TIMEDOO

【背景】

直到2009年，隨著單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）技術(shù)的問世，這一領(lǐng)域研究達(dá)到了一個(gè)新的細(xì)節(jié)水平。奈良科學(xué)與技術(shù)研究所（NAIST）的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際項(xiàng)目在《Nucleic Acids Research》報(bào)道了一種新版本的scRNA-seq，被命名為單細(xì)胞數(shù)字基因表達(dá)（single cell-digital gene expression，1cell-DGE），它可以提供更多有關(guān)基因表達(dá)和細(xì)胞行為（如再生）之間關(guān)系的信息。

目前為止，幾乎所有的scRNA-seq方法都依賴于從一個(gè)單獨(dú)的細(xì)胞中獲得RNA，該細(xì)胞在酶和機(jī)械的作用下與生物體內(nèi)組織分離，但是，許多細(xì)胞行為基于與其他細(xì)胞的相互作用。此外，植物的剛性細(xì)胞壁通常較難粉碎。

位置信息對細(xì)胞的行為非常重要，因?yàn)楸舜私佑|的細(xì)胞會相互發(fā)送信號。這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，NAIST的副教授Minoru Kubo解釋，這些信息可能在分離環(huán)節(jié)中丟失。

【方法和結(jié)果】

位置信息對決定哪些細(xì)胞開始再生，以及哪些細(xì)胞不用再生具有重要意義。因此，研究人員設(shè)計(jì)了一種方法，在不損害位置信息的情況下，從完整的組織中提取單個(gè)活細(xì)胞的含有RNA的細(xì)胞核。

為了驗(yàn)證1cell-DGE，他們對一種具有很好再生特性的苔蘚植物，使用商業(yè)顯微操作器從切除的葉片中提取含有RNA的細(xì)胞核，然后用獨(dú)特的分子標(biāo)識符號制備cDNA文庫，以備1cell-DGE分析。

在葉片切除后立即對31個(gè)細(xì)胞進(jìn)行RNA分析，另外34個(gè)細(xì)胞在切除1天后分析，0小時(shí)和24小時(shí)之間有2000多個(gè)基因表達(dá)差異。

“我們用數(shù)據(jù)計(jì)算擬時(shí)間（pseudotime），擬時(shí)間根據(jù)基因表達(dá)譜估計(jì)細(xì)胞在發(fā)育與分化之間的轉(zhuǎn)換，”Kubo解釋說。

擬時(shí)間分析顯示，在24小時(shí)內(nèi)負(fù)責(zé)再生的幾個(gè)基因的表達(dá)可以分成兩組，這體現(xiàn)了細(xì)胞再生能力的異質(zhì)性。

Kubo指出，“不同的再生標(biāo)記可以反映細(xì)胞在切除葉片中的位置，研究證明了細(xì)胞邊緣對位置信息的保留及其研究再生的重要性?！?/p>

【展望】

RNA提取的顯微操作必須手工完成，但Kubo相信，自動化這一步驟可以使其成為研究依賴細(xì)胞定位的基因表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)工具。

“這將有可能從活組織和器官中恢復(fù)數(shù)千種細(xì)胞內(nèi)涵，”他說。