【背景】

直到2009年，隨著單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術的問世，這一領域研究達到了一個新的細節(jié)水平。奈良科學與技術研究所（NAIST）的科學家領導的一個國際項目在《Nucleic Acids Research》報道了一種新版本的scRNA-seq，被命名為單細胞數(shù)字基因表達（single cell-digital gene expression，1cell-DGE），它可以提供更多有關基因表達和細胞行為（如再生）之間關系的信息。

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

位置信息對細胞的行為非常重要，因為彼此接觸的細胞會相互發(fā)送信號。這項研究的負責人，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。

【方法和結果】

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

為了驗證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的細胞核，然后用獨特的分子標識符號制備cDNA文庫，以備1cell-DGE分析。

在葉片切除后立即對31個細胞進行RNA分析，另外34個細胞在切除1天后分析，0小時和24小時之間有2000多個基因表達差異。

“我們用數(shù)據(jù)計算擬時間（pseudotime），擬時間根據(jù)基因表達譜估計細胞在發(fā)育與分化之間的轉(zhuǎn)換，”Kubo解釋說。

擬時間分析顯示，在24小時內(nèi)負責再生的幾個基因的表達可以分成兩組，這體現(xiàn)了細胞再生能力的異質(zhì)性。

Kubo指出，“不同的再生標記可以反映細胞在切除葉片中的位置，研究證明了細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胞定位的基因表達的標準工具。

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

來源：生物通

原文檢索：Single-cell transcriptome analysis of Physcomitrella leaf cells during reprogramming using microcapillary manipulation