单细胞RNA性能分析新方法

人体由130亿个细胞按不同功能、分门别类顺序组成，每个细胞都有其独特的分子“指纹”，即使是坐落于同一族群之中的细胞也可以彼此不同。并且它们的活动也会随时间变化。单细胞分析工具的应运而生就是为了解决细胞-细胞间非均质的复杂机制。正如德国慕尼黑大学（LMU）分子生物学家Wolfgang Enard教授在他们新发表的论文写道“单细胞技术对生命科学来说是一场变革，”他的课题组利用这项技术最近刚在《Molecular Cell》发表了一篇文章。

mRNA是细胞用于将DNA遗传信息转化为编码蛋白的转录本，它们是核糖体构建细胞实体的基本蓝图。因此，每个细胞的mRNA列表相当于该细胞正在合成的蛋白质列表，可以提示细胞当时的功能和状态。通过鉴定当时处于活跃的基因，也可以从侧面反映基因是被如何调控的，特别是在疾病或感染等特殊时期。

测序单个细胞内所有mRNA是一项艰巨的任务，具体实施涉及几种不同方法。一切方法需要先始于利用逆转录酶将分离的mRNAs反转录为DNA，然后扩增DNA拷贝进行序列分析。Enard和同事系统地修改了其中一种方法，scRNA-seq（单细胞RNA条形码测序），显著提高了这项技术的灵敏度。“诀窍是补充和提高逆转录酶反应试剂的稠度，使更多RNA分子转录成DNA链，”Enard解释。“稠度上升导致分子拥挤，加速反应。”第二个改进是减少某些优先DNA扩增的发生率，这些物质会扭曲原始RNA表达。

单细胞测序方法对实现人类细胞地图（Human Cell Atlas）是必不可少的。Enard的目标是使他们的新技术加入人类细胞地图国际项目，该项目的规模与人类基因组计划相当。它的目标是根据特定的基因活动模式，组装所有人类细胞类型目录。该项目将极大地扩大我们对人类生物学和人类疾病起源的认识。