《细胞》十一篇文章介绍前沿技术（一）

还记得CRISPR-Cas9基因组编辑技术，cryo-EM，甚至高通量测序技术未出现之前，我们是怎样进行研究的吗？其实大家不用回忆太久，因为这不是很久以前的事。在过去几年间，生物学研究技术进步步伐快的让人难以置信。

Cell出版社旗下Molecular Cell杂志推出了技术特刊，介绍了新技术的发展，以及这些技术对研究和临床医疗的影响。一整期的内容都在描述功能强大的新兴工具技术，回望我们已经走过的路，以及未来即将要踏上的征程。其中有十一篇综述性文章介绍了近年来的重头技术。

高通量测序技术

人类基因组测序技术正在彻底改变我们对于生物学，人类多样性以及疾病的理解。从第一份测序草图，到个人基因组与基因组医学时代的到来，几乎都来自过去十年间DNA测序技术的飞跃发展。“High-Throughput Sequencing Technologies”探讨了常用高通量测序平台的发展，相关的检测方法，以及目前测序平台及其临床应用所面临的问题。

其中尤为值得注意的是近期Oxford Nanopore公司的掌上测序仪MinION早期试用项目的结果，一些大学的研究团队发表了使用MinION获得的研究成果，比如英国东安格利亚大学的研究人员用MinION鉴定了一种多重耐药菌的抗性基因。这项研究表明，这一技术能够很好的用于传染病诊断。研究人员指出，低成本速度快的纳米孔测序与短读取测序结合，能够为人们提供组装完全的细菌基因组，相信公共卫生机构和临床实验室很快就能从中获益。此外，纳米孔测序系统经过进一步改良之后，将不再需要短读取数据。

单细胞测序技术的进展与应用

单细胞测序（SCS）是研究稀少细胞，解析复杂组分的重要工具。在过去五年间，DNA和RNA方面的SCS技术对包括微生物学、神经生物学、发育生物学、组织嵌体、免疫学和癌症研究等诸多领域都产生了广泛的影响。“Advances and Applications of Single-Cell Sequencing Technologies”讨论了SCS技术，和其在转化医学中的应用。

比如来自加州大学的研究人员利用最新技术分析单个细胞中的基因活性，确定了发育大脑中细胞的独特特性。他们使用的技术主要集中在一个“微流体”设备，在这个设备中单个细胞被捕获并流入纳米级的小室中，那里它们有效而精确地进行DNA测序所必需的化学反应。研究表明，确定和拼出独特序列，并成功地确定细胞类型所需要的阅读步骤数量，比原先估计的少100倍。这项技术，是由Fluidigm公司开发，可同时用于96个细胞的单独过程。

单细胞RNA测序技术

单细胞生物和多细胞生物中单个细胞之间的差别都会产生重要的功能影响。近期研发的单细胞mRNA测序方法能帮助科学家们无偏向性，高通量，和高分辨率的解析这些单细胞。

这种方法相较于针对批量种群细胞的传统方法，为转录组学提出了更多的维度。目前单细胞RNA测序技术已经揭示了生物组织、转录动力学、基因之间调控关系的重要新机制。细胞捕获、细胞分型、分子生物学和生物信息学快速的技术发展为未来生物学和医学上的应用铺平了道路。

近期EMBL研发了一种可以在细胞分辨率上同时检测成千上万个基因的新技术，研究人员使用单细胞RNA-seq，扩大海洋蠕虫（Platynereis dumerilii）的大脑基因表达图谱。这种方法方法可让研究人员匹配定量数据和空间数据，将标记提高了几个数量级，这些标记可显示一个组织中的特定细胞类型。因此，一个更广泛的模式可能开始出现。

同时Affymetrix eBioscience也推出了第一个可同时检测单细胞水平的RNA和蛋白质表达的技术平台：PrimeFlow™ RNA Assay。这一技术的主要优势在于当相应蛋白质的流式抗体表现不佳或无法获得时，能高度灵敏地检测mRNA，此外，随着人们逐渐认识到非编码RNA的关键功能作用，直接测定异质细胞群中非编码RNA也将是一个趋势。

Fluidigm公司也在美国神经科学学会的会议上宣布推出一个新流程，能实现高通量的单细胞mRNA测序。这个流程综合了集成流体通路（IFC）设计的显著进步，可大规模提高通量和易用性，同时降低单细胞制备的成本。（转化医学网360zhyx.com）