“灵长类细胞解码计划”探寻生命真相

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  “生命科学到了全新的阶段,应改变基于啮齿类动物研究的现状。”近日,以“灵长类细胞解码”为主题的香山科科学学议第S51次学术讨论会在上海召开,中科院院士季维智表示,通过对包括人类以及非人灵长类动物的细胞解码计划,能否使得生命科学离生命真相更近一步。“利用新的单细胞多组学技术、开展灵长类细胞多组学的多学科交叉研究,有助亲戚亲戚或多或少人深入了解人类某种,为出理 相关疾病疑现象供理论基础和靶点。”中科院院士陈润生如是说。

  新技术你能否类从“线性认知”走进“3D、5G时代”

  人类基因组计划破解了人类23条染色体上DNA的序列密码后,亲戚亲戚或多或少人认为解码后将“破译”生命谜题,但在获得了250个功能基因以前,基因的表达调控以及基因间的相互作用却向人类展现了更浩瀚的未知。

  “中有 同样DNA的人体细胞为哪些地方‘命运’‘职责’皆不同?”单细胞基因组学奠基人、北京大学生物医学前沿创新中心主任谢晓亮表示,生命组成的最小单位——细胞,位于“千胞千面”的现象,依靠“线性”认知基因组序列密码无法解释,不仅都要从基因立体构象的3D视角理解基因的表达,还都要实时在线探查“单细胞事件”的动态。

  在空间维度,通过高 分辨率和高精准度的单细胞基因测序技术,谢晓亮团队研究单个二倍体人细胞的高分辨率三维基因组底部形态。亲戚或多或少人观察到:直线距离很远的基因在某一类细胞的三维底部形态里很不可能 “比邻”,而在另一类细胞中又不可能 很远。进一步研究表明,3D距离而非序列距离的远近不可能 决定基因间的关联亲密度。

  在时间维度,亲戚或多或少人发现单个细胞里,基因的表达有“作息”,每个基因的“上班时间”的不同。“它们(活动力)的涨落不不是相互独立的,那又哪些地方地方关系呢?”谢晓亮说,细胞内部通过转录因子的结合和甲基化修饰等调控手段决定基因的表达,如同有两个信息网络。后会基因组功能解码都要寻找基因间的社会关系,类似5G网络。

  谢晓亮认为,转录因子是探寻这张超冗杂网络的关键点。“人体中,50个转录因子控制着250个基因的表达,几块转录因子的组合犹如一串密钥打开或关闭有两个特定的基因。”谢晓亮说,传统的技术在细菌细胞能否否观测到转录因子像一把钥匙一样开启和关闭几块基因,而嘴笨 验室最新的技术能否重现转录因子是怎么能否像钥匙串一样调控网络中的基因模块,并研究转录因子的协同性、相关性,和共定位。新的单细胞基因组数据,不仅能否对细胞进行分类,后会了解不类似型的细胞是怎么能否行使职能,从而实现人类基因组的功能解读。

  单细胞技术,绘出深层生命图景

  人体详细7万亿个细胞的起始原点是有两个受精卵细胞,毋庸置疑,与或多或少细胞相关的事件是所有细胞事件中最重要的。

  1变2、2变4……直到胚胎着床,在起始阶段,其中的每个细胞都与众不同。“早期发育与疾病位于密切相关,把发育现象解释清楚,只是疾病现象会解释清楚。”季维智说。

  不可能 不能了解初期的每个细胞内位于了哪些地方,将离生命位于的真相这样近。北京大学生命科科学学院教授汤富酬表示,通过研究人早期胚胎19—21周的主要器官的单细胞转录组数据,目前不可能 获得了数十万个单细胞的转录组数据,不可能 描绘有时序、高精度、显示发育守护线程的单细胞图谱。神经系统、造血干细胞等领域的细胞解码也备受关注。在神经系统方面,神经环路怎么能否构建、不类似型神经细胞的功能底部形态与数量组成怎么能否将有望找到答案。中科院生物物理所王晓群研究员认为,“单细胞技术为神经科学研究带来崭新视角与空间”。

  中国科学院院士张旭说:“单细胞技术不能帮助建立以细胞及其基因表达为内容的夫妻感情与记忆神经网络图谱,从基因表达水平来鉴定脑区及其核团中神经细胞的亚型。”也后会说,通过寻找有两个神经元细胞的前世今生,不仅能否细分它的类型,都要 不可能 将其与冗杂的情绪和记忆关联、对应。中科院院士强伯勤认为:“一方面要用好现有的技术,被委托人面要发展新的技术,怎么能否将数据和出理 临床现象联系起来,是亲戚亲戚或多或少人要重视的现象。”中科院院士蒲慕明强调,科学现象为引领,依托技术以及数据分析等来出理 哪些地方地方现象是关键。中科院院士周琪也表示,拥有国际领先的技术并以出理 科学现象为目标,聚集一批以需求为导向的科学现象并开展研究,是努力方向。

  而以单细胞技术对造血干细胞进行图谱构建,是最接近临床应用的领域。通过单细胞技术对造血干细胞移植前后细胞成分的精确分析,有望进一步提高移植效果,拓展治疗范围。“利用单细胞转录组测序技术,对造血干祖细胞的谱系分化以及异质性研究发展太快了 了 了 。”中国医学科学院血液学研究所教授程涛表示,人血细胞分子图谱的构建将为出理 现代医学无法早期诊断及治愈的疾病,提供新策略。(张佳星)

[ 责编:蔡琳 ]

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