两篇论文颠覆胚胎发育的科学共识
最近,加州大学圣地亚哥分校的生物工程师发现,小鼠胚胎在受精后的最早期阶段(此时胚胎只有两到四个细胞),就已经在考虑它们的细胞命运。这一发现可能会颠覆关于“胚胎细胞何时开始分化为细胞类型”的科学共识。他们的研究,采用单细胞RNA测序,来研究小鼠基因组中的每个基因,相关研究结果发表在最近的《Genome Research》杂志。此外,该研究小组还在《PNAS》上发表论文,对胚胎发育精确阶段所收集的“时间进程”单细胞数据进行分析。 加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学院生物工程学教授Sheng Zhong称:“直到最近,我们才有一种技术,得以密切观察细胞。使用单细胞的RNA测序,我们能够在发育的多个阶段,测量小鼠基因组中的每个基因,以发现每个精确阶段的基因表达差异。” 研究结果揭示的细胞活性,可以让我们深入了解正常发育过程是在何处中止的,从而导致早期流产和出生缺陷。 研究人员发现,在两细胞和四细胞阶段,极少数基因彼此之间会......阅读全文
新篇章:单细胞基因组从头组装
随着单碱基精度和读取长度的提高,利用批量样本的单分子长读测序技术已广泛应用于基因组组装。通常,长读测序组装需要大量的DNA(通常来自数百万个细胞的几微克),因此大多数人类基因组组装被限制在批量基因组测序数据集,而没有保持单个细胞之间潜在的遗传异质性。然而,这在许多情况下是不切实际的。相比之下,单细胞
Nature发布单细胞基因组研究重要成果
在第一个基因组范围的这类实验中,研究人员获得了对于小鼠胚胎如何首先从一个结构松散的细胞球开始转变为小的结构化实体的新认识。这项由欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)和维康信托基金会-MRC剑桥干细胞研究所领导的单细胞基因组学研究发布在《自然》(Nature)杂志上。 原肠胚形成(Gastr
最新测序技术能用单个细胞分析基因组
美国物理学家组织网9月18日报道,最近,来自美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校、克雷格·文特尔研究院和Illumina公司的科学家对现代基因测序算法进行了改良,只需从一个细菌细胞中提取的DNA(脱氧核糖核酸)就可组装成接近完整的基因组,准确率达到90%,而传统的测序方法至少需要10亿个
癌基因转化细胞:基因组DNA转染法
实验概要 癌基因转化细胞实验步骤1.提取基因DNA(含癌基因)。2.DNA准备:取供体DNA50~100微克,加3M NaCl或醋酸钠使最终浓度至0.3M混匀。3.再加2倍体积无水乙醇,3000转/分离心10分钟,去上清。4.加入转染缓冲液,待DNA充分融解后,再加入2.5M CaCl2,令最终浓度
对疟原虫的单细胞基因组测序
美国圣安东尼奥,2014年5月8日——美国德克萨斯生物医学研究所的科研人员和他们的同事开发出了一种分离单个疟原虫细胞然后对其基因组测序的新方法。这一进展将让科学家能够改进他们识别病人感染的多种类型的疟原虫的能力,而且还可带来最佳的经设计的药物何疫苗以应对这种主要的全球性杀手。疟疾仍然是全世界最致
细胞表面RNA分子由细胞核内的基因组编码产生
人类细胞的外表面上有很多不同的蛋白质、脂质、糖蛋白。然而除了这些已知类型的分子,近日科学家们发现,人类细胞的外表面还稳定附着了一类过去鲜有人知的RNA分子。 加州大学圣地亚哥分校(UCSD)钟声教授与其合作者张良方教授、陈真教授共同的研究团队,利用专门开发的检测和测序技术鉴定出,这类细
基因组测序揭示多细胞生物进化之谜
最近,研究人员通过对各种绿藻进行基因组测序,已经接近于解开了“引起多细胞生物的遗传变化”的谜团。 从单细胞生物到多细胞生物的过渡,是地球上生命进化的关键进步;在不同的系统发育谱系中,这种改变已经独立地发生了多次。了解“有多少基因以及有哪些基因,对单细胞祖先成为多细胞来说是必要的”,是一个有趣的
HIV基因组是怎么被清理出细胞的
HIV病毒是一种擅于“打入内部”的病毒。作为一种反转录病毒,它的单链RNA在进入细胞后会被反转录成双链DNA,并被整合进宿主T细胞的基因组里。一经激活,这些源自病毒的基因组能够操纵宿主T细胞大量复制HIV病毒。而这些受感染的T细胞也通过各种机制失去了应有的功能,造成人类免疫力锐减。 目前能够控
放大四千倍细胞解开基因组秘密
基因调控是发生在分子水平上的过程,传统显微镜很难观察到。在最新一期《科学》杂志在线发表的一篇论文中,美国耶鲁大学研究人员开发了一种名为染色质扩张显微镜(ChromExM)的新技术,成功地将斑马鱼胚胎细胞核的物理体积扩大了4000倍,从而大幅提高了图像分辨率。这项技术让研究人员第一次看到了单个分子
细胞质雄性不育与核基因组
对胞质遗传物质的研究无疑加深了人们对 CMS 现象分子机制的认识,但是 CMS 是一种核质互作的结果,因此核基因组在 CMS 发生过程的作用是不容忽视的。研究表明在核基因组中可能存在育性恢复(restorer of fertility,Rf)基因。在 Rf 基因存在下,与 CMS 相关的线粒体等胞质
国际研究小组完成多细胞团藻基因组测序
德国比勒费尔德大学7月9日报告说,一个国际研究小组最近完成了对最简单的多细胞生物团藻的基因组测序。科研人员希望以此帮助探寻单细胞生物向多细胞生物演变的奥秘。 单细胞生物怎么能演变为多细胞生物乃至人这样高度复杂的生物,一直是生物研究的重要课题。一个由德国、美国、加拿大和日本科研人员组成
Science:梳理患儿肿瘤细胞的基因组寻求答案
组蛋白翻译后修饰方式出现异常,以及组蛋白修饰位置出现异常都会导致肿瘤发生。 高通量DNA测序技术的快速扩张让我们能够以前所未有的速度和精细度对人体疾病展开遗传学分析,尤其是对罕见的小儿疾病进行全基因组测序(whole-genome sequencing)更是有助于我们对儿童发育,以及多
Nature发布单细胞基因组学新技术
胚胎是如何形成我们肺脏、肌肉、神经和其他组织中的细胞的?一种新的方法可以解码使得胚胎万能细胞能够增殖并转变为机体许多特化细胞类型的遗传指令。 一开始是一团相同的细胞,随着增殖不断地改变形状和功能,最终变为我们肺脏、肌肉、神经和机体所有其他特化组织中的细胞。胚胎拥有这种创造奇迹的能力。
光滑双脐螺免疫细胞基因组图谱完成
科技日报北京12月20日电 (记者张梦然)施普林格自然出版社旗下《免疫遗传学》杂志近日公布了世界上第一份曼氏血吸虫中间宿主免疫细胞的单细胞RNA测序(scRNA-seq)的比较基因组学和转录组学科学成果,该成果是由中国北部湾大学和加拿大阿尔伯塔大学共同主持。 光滑双脐螺是世界上排名第二的最重大
细胞质雄性不育与叶绿体基因组
CMS 与叶绿体的关系还存在很大的争议。相对于植物线粒体而言,叶绿体基因组较为保守也较小(120~160 kb),因此对它的认识要比对线粒体深入的多。研究发现植物叶绿体一般分为4个区:两个反向重复区,大单拷贝区和小单拷贝区。已有多种植物叶绿体的物理图谱被构建。对高粱的 CMS 系及相应保持系的叶绿体
单细胞测序推进了基因组的发展领域
单细胞测序能够帮助我们了解那些难以培养的微生物的基因组功能、了解遗传镶嵌功能在普通生物学功能或是疾病发生中的作用、肿瘤内在异质性对肿瘤发展以及耐药性的影响、重新定义细胞亚型等等。 单细胞测序可以揭示出每个细胞独特的微妙变化,甚至可以揭示全新的细胞类型,测序技术可谓是科技发展的一大创举,它推进了基因
细胞质雄性不育与线粒体基因组
根据研究,线粒体基因组的变异重组与 CMS 的关系最为密切。通过对不同材料的 CMS 系和保持系线粒体 DNA 的 RFLP、RAPD、AFLP 等多态性分析表明,CMS 系和保持系在线粒体基因组结构上具有显著差异。这可能与植物线粒体基因组自身的特点有关。与动物和真菌的线粒体基因组比起来,植物线粒体
单细胞全基因组扩增技术大比武
2013年,权威技术期刊《Nature Methods》将年度技术授予了单细胞测序。正如社论中所说,每个细胞都是独一无二的--它占据了独特的空间位置,它的复制基因组中携带了独特的错误。然而,过去以细胞群体为对象的研究只获得了平均值,而忽略了异质性。目前多种新型分析技术,如NGS,都是为细胞群
新方法:超低细胞数表观基因组研究
日本九州大学和东京理工学院的科学家们研发了一种使用非常少量的细胞,范围从100到1000的细胞,来分析DNA-蛋白质相互作用的新技术。他们的方法可以捕获前所未有的细胞内表观遗传组信息,该技术奖促进生物标记的发现并为精准医学开辟新道路。 这项被称为染色质整合标记测序(Chromatin Inte
Cell子刊:生殖干细胞高效基因组编辑
精原干细胞(SSC)是成年雄性动物曲细精管中唯一能进行终生自我更新的二倍体永生细胞群。这些细胞既具有自我更新潜能,又能定向分化产生精子。对体外培养的精原干细胞进行基因修饰,能将外源基因稳定遗传到后代基因组,不过这一过程还存在一定的技术困难。 日本横滨城市大学的生殖生物学家Takehiko Og
一个细胞-可以进行基因组测序吗
单细胞全基因组测序技术是在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的一项新技术。其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序用于揭示细胞群体差异和细胞进化关系。从方法学角度来看,获得高覆盖率高保真性的全基因组扩增产物是准确全面的测序结果的保障。相较于以往
Nature:用单细胞基因组探索多样性
宏基因组研究极大地提高了我们对于细菌以及古细菌多样性的理解。然而,环境宏基因组数据往往不容许个别物种的基因组组装,因此,大多数完整的基因组序列来自于培养的微生物。如今,两个新的大规模研究利用单细胞基因组,直接从未培养的环境样本中恢复了细菌和古细菌基因组。 Rinke等人利用荧光活化性细胞分
单细胞基因组,一个新时代的到来
单细胞基因组旨在通过组学方法研究单个细胞。近年来随着技术的发展,这一年轻的领域正在迅速成熟起来。单细胞基因组研究的前身可以追溯到用芯片检测单细胞的基因表达。不过,新一代DNA测序才是单细胞基因组学的大功臣,这些技术的出现让单细胞基因组研究最终一飞冲天。 2012年7月,Nature Biote
单细胞基因组测序:从实验到分析,步步解析
随着生命科学研究的微观化,基于细胞群体的研究方法已不适用于某些研究领域(如肿瘤异质性、早期胚胎发育等)。单细胞基因组测序通过在单个细胞水平上进行测序,解决了用组织样本无法获得不同细胞间的异质性信息或样本量太少无法进行常规测序的难题,为科学家研究单个细胞的行为、机制等提供了新的方向。【应用概览】从20
谢晓亮:单细胞全基因组测序曙光初现
谢晓亮 12月21日出版的美国《科学》杂志发表了题为《单细胞全基因组测序探索精子重组规律和遗传缺陷》的论文。同时,该期《科学》杂志也将单细胞全基因测序列为2013年六大值得关注的科学领域之一。 该论文由美国科学院院士、哈佛大学教授谢晓亮课题组与北京大学生物动态光学成像中心(
单细胞基因组,一个新时代的到来
单细胞基因组旨在通过组学方法研究单个细胞。近年来随着技术的发展,这一年轻的领域正在迅速成熟起来。单细胞基因组研究的前身可以追溯到用芯片检测单细胞的基因表达。不过,新一代DNA测序才是单细胞基因组学的大功臣,这些技术的出现让单细胞基因组研究最终一飞冲天。 2012年7月,Nature Biote
脑癌细胞系全基因组测序首次完成
其所揭示的新分子靶标将有助于开发出更具效力和更少毒性的药物 美国加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症研究中心的科学家在1月29日的《公共科学图书馆·遗传学》(PLoS Genetics)专刊上发表论文指出,他们首次完成了脑癌细胞系全基因组测序,这也是截至目前对单个癌症细胞系所做的最为彻底的测序分析。
Science:人巨细胞病毒病毒基因组测序
人巨细胞病毒是一种很常见的疱疹病毒,感染约50-100%的成人,但通常没有不良影响,并且它可以保持潜伏多年。人巨细胞病毒感染是比较常见的,发展中国家感染人数比发达国家人数多。 该病毒可导致出新生儿生缺陷和免疫系统受损,可能会导致致命疾病。该病毒也与癌症发展有关联。这项新的研究分析了病毒的蛋
细胞化学基础蓝藻和叶绿体基因组的比较研究
原核的蓝藻和真核植物(包括其他藻类)中的叶绿体,都同样进行放氧的光合作用,这为人类和整个生物界提供了赖以生存的食物、氧气、能源和原料。对叶绿体和蓝藻的细胞结构和分子生物学特性作分析,证明真核生物的叶绿体可能起源于蓝藻祖先的内共生。这使蓝藻在20多年来已成为光合作用研究的模式生物。蓝藻基因组的作图和测
Science:新方法在活细胞中改变基因组
来自MIT Broad研究所和Rockefeller大学的研究者发展了一种新的方法,能够在活细胞内精确地增减基因,从而操作基因组。研究人员称,这项技术可以提供一种简单易行,并且相对低价的方法来从事各项研究,包括设计能够产生生物能源的有机体,设计动物模型来研究人类疾病,发展新的治疗方法等。