单细胞测序新突破:北大绘制出人类胚胎基因调控图谱

　　北京大学第三医院的汤富酬研究员等采用先进的单细胞RNA测序技术，绘制出人类植入前胚胎和胚胎干细胞的转录组图谱，有望在干细胞领域改善人类辅助生殖技术，以及预测潜在遗传病产生的健康影响。研究成果发表在8月11日《自然结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)杂志上。

　　细胞在特定阶段转录的全部RNA称为转录组，其有助于全面理解细胞中基因表达和调控的作用。同一组织中细胞基因型几乎是一致的，而转录组往往不同，这能反映细胞间甲基化和组蛋白等修饰的差异;不同组织的细胞具有不同的转录组，这些信息可从生理功能和遗传表型的角度分析基因调控网络。

　　单细胞测序研究胚胎发育

　　人类胚胎发育早期仅能收集微量的胚胎细胞和干细胞，这对于了解控制胚胎发育的基因调控网络是一个难题(因为转录组分析一般需要大量的细胞)。对此，研究人员利用单细胞RNA测序技术对转录组进行分析，从而克服了转录组分析对细胞数量要求的限制。

　　在论文章中，研究人员利用单细胞测序技术分析了124个处于不同阶段的人类植入前胚胎和人类胚胎干细胞，由此生成的数据集检测出了22,687个母源表达(maternally expressed)基因，其中包括8,701条长链非编码RNAs(long noncoding RNAs ，lncRNAs)，相比于以往通过cDNA微阵列检测出的9,735个母源基因数量大大增加。

　　研究人员还发现了2,733种新型 lncRNAs，其中许多在特定的发育阶段表达。此外，他们还解答了人类上胚层(epiblast，EPI)和体外人类胚胎干细胞之间的基因表达标记是否相同这一由来已久的问题，证实上胚层细胞和原代人类胚胎干细胞生长物具有显著不同的转录组，有1498个基因显示差异性表达。

　　挑战细胞量限制的单细胞测序

　　单细胞测序技术是06年之后开始火起来的，能在单细胞水平上对基因组或转录谱进行扩增和测序。从技术流程上看，单细胞测序需要完成3个步骤：单细胞获取;多重扩增单细胞转录谱;高通量测序及组装。