懷特黑德研究所和麻省理工學(xué)院的一個小組利用單細(xì)胞技術(shù)分析了65000個細(xì)胞的再生真渦蟲的扁形蟲,Schmidtea mediterranea,揭示基因的活性物的完整套件(或“轉(zhuǎn)錄組”)幾乎所有類型的細(xì)胞在一個完整的有機(jī)體。這轉(zhuǎn)錄組阿特拉斯真渦蟲是生物信息的寶庫,是強(qiáng)烈的主題研究,部分原因在于其獨(dú)特的再生能力丟失或損壞的身體部位。按照4月19日的《科學(xué)》雜志的網(wǎng)絡(luò)版上,這個新的,公開可用的資源已經(jīng)引發(fā)重要的發(fā)現(xiàn),包括小說真渦蟲的細(xì)胞類型的識別,關(guān)鍵的過渡狀態(tài)的描述從一個類型到另一個細(xì)胞的成熟,和新基因的身份,可以從肌肉電路所傳授位置線索組織再生的關(guān)鍵組成部分。

“我們真的開始一個了不起的時代,“說資深作者彼得•Reddien懷特黑德研究所的一員,麻省理工學(xué)院生物學(xué)教授,并與霍華德•休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員。“就像基因組序列成為無數(shù)生物的生物學(xué)研究不可或缺的資源,每一個細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組分析類型將成為真渦蟲的另一個基本工具,但對許多不同的生物。”

能夠系統(tǒng)地揭示基因在基因組中活躍的單個細(xì)胞流從一個關(guān)鍵技術(shù)被稱為RNA單細(xì)胞測序。最近的技術(shù)進(jìn)步極大地降低了每個細(xì)胞成本,使其可行的一個實(shí)驗(yàn)室分析適當(dāng)?shù)拇罅考?xì)胞捕獲細(xì)胞類型多樣性出現(xiàn)在復(fù)雜的多細(xì)胞生物。

Reddien一直密切關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)從早期的,因?yàn)樗J(rèn)為這提供了一個理想的方式來解開真渦蟲生物學(xué)。“真渦蟲是相對簡單的,所以我們將在理論上可能捕捉到每一個細(xì)胞類型。但他們?nèi)杂袛?shù)量足夠大的細(xì)胞類型我們知之甚少甚至一無所知,”他解釋說。“因?yàn)椴粚こ５姆矫嬲鏈u蟲biology-essentially,成年人保持和發(fā)展信息祖細(xì)胞可能存在的其他生物是暫時性的只有在embryos-we可以捕捉信息成熟的細(xì)胞、祖細(xì)胞和信息引導(dǎo)細(xì)胞的決定抽樣只是一個階段,成人。”

兩年半前,Reddien和他colleagues-led由第一作者克里斯托弗·芬奇研究生在Reddien laboratory-set RNA單細(xì)胞測序系統(tǒng)適用于真渦蟲。該集團(tuán)從五個地區(qū)分離出單個細(xì)胞的動物和聚集數(shù)據(jù)從66783細(xì)胞。結(jié)果包括轉(zhuǎn)錄組罕見的細(xì)胞類型,比如那些組成的10個細(xì)胞的成年動物,由大約500000到100萬個細(xì)胞。

此外,研究人員發(fā)現(xiàn)了一些細(xì)胞類型尚未真渦蟲中描述,以及細(xì)胞類型常見的許多生物,讓阿特拉斯在科學(xué)界一個有價值的工具。“我們發(fā)現(xiàn)許多細(xì)胞中廣泛存在的動物,但沒有被發(fā)現(xiàn)。這個驚人的發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了這種方法在識別新細(xì)胞的巨大價值,這種方法可以廣泛應(yīng)用于許多替代生物體,”芬奇說。

“我們的一個主要的重要方面轉(zhuǎn)錄組圖譜是科學(xué)界的效用,“Reddien說。”,因?yàn)樵S多其它類型的細(xì)胞存在于真渦蟲在進(jìn)化,很久以前就出現(xiàn)了類似今天細(xì)胞仍然存在在地球上各種生物。這意味著這些細(xì)胞類型和基因活躍在他們可以使用這個資源了。”

懷特黑德團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了一些初步分析阿特拉斯,他們被稱為“真渦蟲Digiworm”。例如,他們能夠辨別的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中各種各樣的過渡狀態(tài),反映了干細(xì)胞的發(fā)展到更專業(yè),有區(qū)別的細(xì)胞類型。其中一些細(xì)胞過渡狀態(tài)之前詳細(xì)地分析,從而提供一個重要的團(tuán)隊(duì)的方法的驗(yàn)證。

此外,Reddien和他的同事們知道從自己的之前,廣泛研究,有位置信息編碼在成人真渦蟲muscle-information所需不僅對成人的一般維護(hù)組織也為丟失或受損組織的再生。基于已知基因的活動模式,他們可以確定大致位置細(xì)胞在正常動物占領(lǐng),然后整理這些細(xì)胞確定新的候選基因的轉(zhuǎn)錄組發(fā)送位置信息。

“有無限數(shù)量的方向,現(xiàn)在可以用這些數(shù)據(jù),“Reddien說。“我們計(jì)劃擴(kuò)展我們最初的工作,進(jìn)一步利用單細(xì)胞分析,以及我的轉(zhuǎn)錄組圖譜再生生物學(xué)解決重要的問題。我們希望許多其他研究者發(fā)現(xiàn)這是一個非常寶貴的資源,也是。”