单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展

细胞异质性是生物体内普遍存在的一种特性,这种特性容易受外界因素的影响,甚至是单一类型的细胞在生长环境发生改变时,其基因表达也可能出现变化并产生差异。干细胞是一类具有无限自我更新和分化潜能的特殊类型的细胞,在胚胎组织发育和成体组织的动态平衡中发挥了重要作用。单细胞测序为分析包括干细胞在内的细胞异质性提供了强有力的工具,这种技术可通过更加准确的方式剖析细胞异质性。该文综述了近年来发展起来的单细胞测序技术,包括单细胞分离、基因组扩增和测序分析,并讨论了它们在干细胞(包括多能干细胞、肿瘤干细胞和组织特异性干细胞)研究中的应用。     

单细胞尺度下的微生物学研究:意义与方法

最近研究表明,即便是处于同一种群中的微生物细胞,在基因转录和翻译、蛋白活性、以及代谢物丰度等多个水平都可能存在显著差异,说明微生物细胞间存在着多个层次上的异质性;同时,传统微生物学研究方法需要将所研究的微生物对象在实验室实现再次培养,然后对纯培养的微生物种群进行研究,这样往往造成实验室的研究结果无法真实地反映微生物细胞在自然界中的原始状态,急需发展新的原位研究手段;此外,自然界中的微生物目前只有极少部分可以在实验室中进行培养,仍有大量微生物无法通过传统方法进行发掘和研究。单细胞尺度微生物学为解决这些微生物学研究中的重要挑战提供了一种新的策略和技术思路,有望帮助我们更为直观、深入地了解每个细胞内部的状态,以及其在自然界的生理生态功能。本文对单细胞尺度微生物学研究的意义以及当前单细胞尺度微生物学的研究方法,特别是新兴的微生物单细胞组学方法进行了介绍。     

单细胞多组学技术新进展及其在发育生物学研究中的应用

单细胞多组学技术基于单细胞测序技术和高通量组学方法发展而来,能在单细胞分辨率下同时整合转录组、基因组、表观遗传组、蛋白质组或空间状态等两种或多种组学信息.相比单细胞单组学技术,单细胞多组学技术能多层次、多角度地描绘细胞间的异质性,挖掘各层组学之间的直接和潜在联系,从而更加全面和系统地描绘细胞的状态和命运,在生命科学和医...     

哺乳动物单细胞研究技术的现状与未来

近年来,生命科学和医学的基础研究已深入到单细胞阶段。单细胞研究为揭示生命活动的基本规律、探索细胞异质性、提高对疾病发病机制的认识等提供了重要的线索和依据,同时,单细胞技术已被应用于日常实践中,如法医学和临床生殖医学。单细胞研究中使用的技术也在不断变化,并越来越复杂。文中主要介绍单细胞分离技术,包括手工挑取、激光捕获显微切割和微流控技术,以及单细胞中DNA、RNA和蛋白质分析方法的各种技术。此外,文中总结了近年来生命科学和医学领域的主要单细胞研究成果,讨论了单细胞相关技术和研究的不足,并介绍了其未来的发展方向。     

利用单细胞RT-PCR体外克隆个体化乙型肝炎表面抗体重链

目的建立一种利用单细胞RT-PCR技术克隆乙型肝炎表面抗体重链的方法,为人源化、个体化的乙肝治疗性抗体研制奠定基础。方法利用单细胞分选技术从乙肝疫苗接种志愿者外周血中分选得到单个抗体分泌细胞（antibody-secreting cells,ASC）,用单细胞RT-PCR克隆其IgG重链全长到pEGFP-N1载体,转染COS-7细胞,上清液用乙肝表面抗原（hepatitis B surface antigen,HBsAg）通过Western blot进行结合力验证。结果克隆得到1 500 bp左右的重链全长,重链表达产物经验证能与乙肝表面抗原特异结合。结论克隆得到表达产物能与HBsAg特异结合的重链基因,为我们后期制备抗体轻链、连接轻重链和抗体亲和力鉴定奠定基础。     

植物单细胞蛋白资源——小球藻开发利用研究的现状

微藻大规模培养的应用研究已越来越受到重视,发展成为生物技术领域的一门新的领域──微藻生物技术Micro-algalBiotechnology．小球藻是微藻中首先被开发利用的种类之一,其培养方式已由开放池培养发展为利用生物反应器进行连续培养。本文就小球藻的培养技术、主要化学成分和作为食品、饲料,以及在工业上的应用研究的现状进行简要评述,并展望了小球藻开发利用的前景。     

单细胞全基因组扩增技术与应用

同一组织中的细胞往往具有类似的结构和功能,然而通过对单个细胞进行测序分析后,发现每个细胞都具有一定异质性.单细胞全基因组扩增技术是进行单细胞测序的前提,该技术可用于揭示单细胞基因组结构差异,同时在肿瘤研究、发育生物学、微生物学等研究中发挥重要作用,并成为生命科学研究技术的热点之一.单细胞全基因组扩增技术的难点在于单细胞的分离和全基因组的扩增.本文介绍了单细胞全基因组扩增技术中常用的单细胞分离技术和单细胞全基因组扩增技术,并对各技术间的优缺点进行比较,同时着重讨论该技术在肿瘤研究、发育生物学和微生物学研究中的应用.     

不同单细胞全基因组扩增方法的比较及MALBAC在辅助生殖中的应用

单细胞全基因组扩增(whole genome amplification, WGA)是指在单细胞水平对全基因组进行扩增的新技术,其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序,用于揭示细胞异质性。目前,WGA方法主要包括引物延伸预扩增(primer extension preamplification PCR, PEP-PCR)、简并寡核苷酸引物PCR (degenerate oligonucleotide primed PCR, DOP-PCR)、多重置换扩增(multiple displacement amplification, MDA)、多次退火环状循环扩增(multiple annealing and looping-based amplification cycles, MALBAC)等。本文对不同的单细胞WGA方法的原理及应用情况分别进行了阐述,并对其扩增效率进行评价和比较,包括基因组覆盖度、均一性、重现性、SNV (single-nucleotide variants)和CNV (copy number variants)检测力等。综合对比不同单细胞WGA方法后发现,MALBAC的扩增均一性最高、等位基因脱扣率最低、重现性最好,且对于CNV和SNV的检测效果最好。本文还阐述了MALBAC技术在人类单精子减数重组、非整倍体分析以及人类卵细胞基因组研究中的应用。     

基于单细胞ATAC测序数据的乳腺癌上皮细胞转录因子研究

研究表明,乳腺肿瘤细胞染色质开放区域上的转录因子显著影响乳腺癌患者的临床表型和预后。然而,在单细胞层面,这些调控元件如何调控乳腺癌发生发展尚不明确。为此,本研究从GEO数据库中下载了45 216个正常和肿瘤乳腺组织的单细胞染色质可及性测序(single-cell ATAC sequencing, scATAC-seq)数据,并对其进行了分析。根据标记基因在细胞群的基因活性得分进行细胞类型注释后得到7种乳腺细胞类型。皮尔逊相关性分析表明,肿瘤和正常乳腺样本的上皮细胞存在明显的染色质可及性差异,且乳腺上皮细胞存在高度样本间异质性(PCC=-0.07),暗示其是乳腺肿瘤的主要恶性细胞类型。为了探究正常和恶性乳腺上皮细胞的差异可及性区域中转录因子结合基序的富集情况,在提取上皮细胞群后对4个上皮细胞亚型的特征开放区域进行了转录因子结合基序富集分析。结果表明,恶性乳腺上皮细胞有194个转录因子显著富集(P<0.001),它们可能涉及乳腺肿瘤发展和转移等调控过程。对上皮细胞亚型中富集程度较高的转录因子进行活性分数计算及转录组数据验证,结果进一步显示这些差异调控元件可能与乳腺细胞恶性发展相关。此...     

玻璃绝缘的钨丝微电极尖端的修整方法

用微电极拉制器直接拉制成钨丝微电极的玻璃绝缘层在大多数情况下,裸露的尖端容易弯曲和过长。在显微镜下,可以用一种简单的方法把尖端弯曲和过长部分修整成任何需要的长度和形状。     

红豆杉单细胞克隆的建立

本文报道了红豆杉单细胞克隆的建立过程,在红豆极细胞克隆中使用悬浮培养１０－１５天的细胞培养物分离单细胞进行看护培养的效果最好。     

单细胞油——一类有待开发的微生物产品

单细胞油──一类有待开发的微生物产品戴传超,袁生,窦洁,鲁仲谋（南京师范大学生物系,南京）从微生物中发酵生产蛋白质,早已成为一项成熟的技术。近来人们认识到不饱和脂肪酸大多是生物活性物质的前体,具有抗衰老、抗氧化、抗癌等重要作用。尤其对二十碳五烯酸（Ｅ...     

利用肌苷发酵废液生产单细胞蛋白的研究

我国在利用微生物降解酒精废液、造纸厂废液和味精厂废液等方面已有许多报道,但是,利用肌苷发酵废液作为底物进行单细胞生产还未见报道。同时,提取肌苷后的发酵废液,其营养成份仍很丰富,其中,还原糖含量约为2％,总氮含量为300mg/L～400mg/L,以及一些无机盐。COD值高达186276mg/L。目前,一般肌苷生产厂都将废液排放掉,这不仅严重地污染了环境,而且造成很大的浪费。有鉴于此,本课题进行了菌种的筛选和驯化以及工艺方面的试验。     

草木樨状黄芪单细胞培养再生植株及其影响因素的研究

从草木樨状黄芪的子叶和胚轴诱导的愈伤组织中选取结构松脆的颗粒状愈伤组织,用液体培养基Ｓ１２进行悬浮培养建立了悬浮细胞。取换液３天左右生长旺盛的悬浮系材料分离单细胞,用基本培养基Ｓ１２与不同浓度的植物血球凝集素组成的系列培养基ＭＣ１－ＭＣ６进行液体浅层静置暗培养;形成小愈伤组织后,经Ｍ３（ＭＳ＋２,４－Ｄ ２ｍｇ／Ｌ,ＮＡＡ ０．２ｍｇ／Ｌ,ＫＴ １ｍｇ／Ｌ）培养基增殖,ＭＲ２培养基诱导分化出苗,再     

珊瑚化石：地球的古生物钟

现生珊瑚在海洋里五光十色,人称海石花,实际上珊瑚仍然是一类相对原始的单细胞生物。