新闻中心
技术文章
利用Drop-seq单细胞测序技术绘制出复杂动物涡虫的
技术文章 2018-11-20 14:25


  以往的单细胞转录组图谱分析大多是停留在组织或器官的层面。近日,两个研究小组利用Drop-seq技术来绘制整个复杂动物的细胞图谱,并建立细胞谱系。这两项研究的对象都是地中海涡虫(Schmidtea mediterranea),成果发表在《Science》杂志上。

       在第一项研究中,怀特黑德生物医学研究所和麻省理工学院的研究人员报告称,他们基本上能够确定地中海涡虫的每种细胞的转录组。他们测序了50,000多个单细胞,并确定了至少44个不同的细胞群,以及150多个亚群。

利用Drop-seq单细胞测序技术绘制出复杂动物涡虫的细胞图

   “这就像动物的基因组一样,我们认为这种类似于地图的细胞转录组数据集可以作为一种资源,不仅可推动真涡虫的研究,还可以推动其他两侧对称动物的研究,”他们写道。

在第二项研究中,德国Max Delbrück分子医学中心的研究人员也绘制了地中海涡虫的细胞类型图谱以及谱系树。他们测序了20,000多个单细胞,鉴定出至少51个细胞群和23个独立的细胞谱系。

  “我们的研究结果证明了单细胞转录组分析对绘制和重建发育和再生生物学基本过程的重要性,”研究人员写道,并认为这种方法将成为此领域不可缺少的工具。

地中海涡虫是一种真涡虫,成年后身体的任何部位都具有再生能力。美国的研究小组写道:“由于真涡虫组织的不断更新,基本上所有细胞谱系的所有阶段都存在于成虫体内,从多能干细胞到分化的细胞。” 因此,分析整个生物体将提供一幅近乎完整的细胞类型图像。

   德国研究小组表示,他们验证了最近报道的几种罕见细胞类型,并发现了更多细胞,而美国研究小组则认为它在确定真涡虫的细胞类型转录组上已基本达到饱和状态。

利用Drop-seq单细胞测序技术绘制出复杂动物涡虫的

对于细胞类型聚类分析,两组都使用了一种名为Seurat的计算方法,这种方法利用RNA-seq数据来推导单个细胞之间的空间关系。他们在线发布了其数据和工具。美国研究小组还开发了一种工具来生成聚类表达数据,而德国团队创建了一个访问单细胞数据的交互式网站。

   德国研究人员将他们的方法与基于转基因或CRISPR基因扰动的高通量谱系追踪方法进行了对比,并指出这种方法可以应用在所有物种上,只要能够分离和测序单细胞。他们补充说,该方法还可以识别新生干细胞及其分化轨迹,并发现其他物种中与分化有关的基因 – 这是未来研究的主题。