单细胞RNA分析

LMU团队提高了一种流行的单细胞RNA测序方法的灵敏度和效率，该方法根据基因活性模式为单个细胞提供分子指纹。

人体由130亿个细胞组成 - 每个细胞都具有独特的分子特征。甚至细胞在相同的组织可以不同，常巧妙地，从彼此，和它们的活动可以随时间变化。这就是为什么单细胞分析为细胞异质性的表征和解释它们的复杂机制提供了如此强大的工具。“单细胞技术已经在彻底改变生物学，”LMU分子生物学家Wolfgang Enard教授说。Enard和他的团队现在已经改进了该领域已经非常敏感的方法，并在Nature Communications中展示了他们的发现。

单细胞RNA测序使得可以获得任何给定细胞的功能状态的快照 -分子指纹，就像这样。基本上，该技术确定细胞中存在的信使RNA(mRNA)群的组成。mRNA是在细胞DNA中编码的遗传信息的确定区段的拷贝('转录物')，其作为由称为每种细胞类型中所需特定蛋白质的核糖体的专门细胞器合成的蓝图。因此，细胞中存在的mRNA的库存相当于由该细胞产生的蛋白质的列表，其基本上显示其功能状态。通过识别分析时活跃的基因，它可以告诉我们这些基因是如何被调节的，以及当这个过程被感染或其他疾病状态破坏时会发生什么。

来自单个细胞的所有mRNA的测序是一项艰巨的任务，并且已经设计并实施了几种不同的程序。所有这些都始于被称为逆转录酶的酶将分离的mRNA逆转录成DNA。然后复制('扩增')DNA拷贝并进行序列分析。Enard和他的同事现在系统地修改了这些方法之一，单细胞RNA条形码(SCRB-seq)，并显着提高了它的灵敏度。“诀窍是用增加培养基密度的试剂补充逆转录酶反应。这会引起分子拥挤，加速反应，使更多的RNA分子转录成DNA链，”Enard解释说。第二种修饰降低了某些DNA的优先扩增的发生率，否则会破坏原始细胞中存在的RNA的表现。“总之，这些修改使我们的方法，mcSCRB-seq，目前可用的最有效和最经济的RNA-seq程序之一，“Enard说。

单细胞RNA测序方法对于实现人类细胞图谱也是必不可少的。Enard直接参与了这个雄心勃勃的国际项目，该项目与人类基因组计划的规模相当。其目标是根据基因活动的特定模式，汇集从胚胎到成人的所有人类细胞类型的目录。该项目有望大大扩展我们对人类生物学和人类疾病起源的认识。