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精彩回顾丨单细胞测序如何赋能科研？专家齐聚共享行业前沿成果

首页 » 产业 » 快讯 2023-09-27 转化医学网赞(2)

导读	“创新智造探究无限细胞—2023单细胞测序开发者大会”北京站圆满结束！

2023年9月22日，由华大智造主办的“创新智造探究无限细胞—2023单细胞测序开发者大会”北京站圆满结束。在会议上，多位专家围绕自身基于单细胞测序技术所取得科研成果进行了详尽的分享。

开幕致辞及主旨报告

倪鸣博士

华大智造高级副总裁

华大智造高级副总裁倪鸣博士以《MGI助力单细胞进入规模化研究时代》为主题做了主旨报告。

倪鸣表示，单细胞研究领域发展日新月异，拥有广阔的前景机遇。作为生命科技核心工具研发及制造商，华大智造能够为用户提供单细胞测序全流程产品，2019年首次发布DNBelab C系列单细胞组学产品；2022年，将DNBelab C系列升级为性能指标得以极大优化的V2.0版本；2023年7月，华大智造发布了单细胞领域的两款最新产品，单细胞液滴生成仪 DNBelab C-TaiM 4（泰山），以及单细胞表观组学产品scATAC建库试剂盒，单细胞液滴生成和建库产品组合不断完善。

针对单细胞/细胞核制备环节，提供小鼠多组织解离试剂盒和50+物种组织解离方案指南；基于DNBelab C4单细胞平台已经产出的覆盖300多种组织类型，40多个物种，超过3万例样本的数据，总结发布了《3’转录组数据表现白名单》；

在建库环节，提供自动化文库制备系统MGISP-100，将复杂单细胞文库制备过程转移到自动化平台一键运行，为单细胞行业引入了全新的自动化概念，这将开启单细胞湿实验标准化时代的到来；

在数据分析环节，推出升级的3’转录组算法，分析得到的基因数提高约20%，并将提供配套的单细胞高通量、高精度多模态分析平台，不仅能够对单细胞测序数据进行简单的质控，还支持更多功能的分析和多组学数据的整合。一站式平台将更好地赋能全球生命科学实验室开启规模化、标准化的单细胞多组学研究。

未来，华大智造还会持续开发新产品和新技术，搭建更经济、更友好、自动化、标准化单细胞测序全流程平台，推进国产化平台在科学研究和应用转化领域的拓展。

专题报告

吴青峰研究员

中国科学院遗传与发育生物学研究所

中国科学院遗传与发育生物学研究所吴青峰研究员以《Cellular development and evolution in the hypothalamus》为题做专题报告。

研究者关注脑的发育与调控，脑的发育经历发育期，稳态维持期和退变期等三个时期。在胚胎发育期经历四个过程：模式生成，神经发生，突触生成和环路构建。研究者关注的是神经发生这一过程，这一阶段神经元产生的数量和类型对大脑的构建以及功能发挥都非常重要。通过单细胞测序可获得不同神经元的基因表达模式以区分不同的神经元。研究者为了探讨了下丘脑神经元多样性发生的机制，对小鼠的下丘脑展开多时间点的单细胞测序，并结合群体细胞数据和杂交技术分析等，提出了区别于命运决定论和命运随机论这两大模型的新的模型，级联放大模型。进一步，研究者通过单细胞测序、单细胞核测序和空间转录测序，结合开发的新算法研究下丘脑细胞谱系和亚谱系，绘制了人类和小鼠下丘脑中神经元谱系树并发现了细胞亚型命运决定的谱系因子的阶梯性控制规律。在细胞神经元数量的调控方面，则重点探讨了神经干细胞决定神经元数量的控制机制。

孙海汐副研究员

北京华大生命科学研究院

北京华大生命科学研究院孙海汐副研究员以《拟南芥叶片的单细胞空间转录组学特征》为题带来了线上专题报告。

研究者结合细胞壁染色和时空组测序，首次在植物中构建了真正单细胞的拟南芥叶片空间转录组图谱。通过Stereo-seq技术的高质量数据性能和出色的稳定性，解析了叶片亚细胞类型间的细微转录组特征差异，发现了叶片不同空间区域具有不同的光合作用效率，绘制了维管细胞、表皮细胞和气孔保卫细胞的空间发育轨迹。这些结果不仅证实了Stereo-seq是一个能够整合单细胞空间定位和转录组数据的高效工具，也展示了该技术在植物生物学研究领域的应用前景和潜力。研究者还介绍了北京华大生命科学研究院最新开发的空间转录组去噪算法，用于提高空间转录组的数据质量，在包括拟南芥、大豆等多种植物的数据测试中均获得了更高质量的数据。

孙占敏副研究员

中国农业科学院生物技术研究所

中国农业科学院生物技术研究所孙占敏副研究员以《百脉根根尖单细胞转录组图谱绘制》为题带来了主题报告。

研究者关注豆科植物根系的细胞类型及其功能。针对植物细胞的细胞壁，在进行单细胞测序前要进行细胞壁的去除，有两种方法，一种是制备原生质体，另一种是直接提取细胞核。本研究采用单细胞测序绘制了豆科模式植物百脉根的根尖转录组图谱。研究者首先对百脉根基因组进行了组装和注释的提升。在此基础上，对根尖解离出的原生质体进行了单细胞转录组测序，并利用生物信息和原位杂交技术，发现了新的细胞类型特异表达基因，鉴定出了7种主要细胞类型，解析了不同细胞类型的功能，分析了9大激素和根瘤固氮关键基因在不同细胞类型中的表达规律。通过与拟南芥单细胞数据比较分析，发现了不同植物细胞类型基因表达及功能的保守性和差异性。本研究对研究豆科植物根系发育、根瘤固氮以及生物育种具有重要意义。

周荣副研究员

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所周荣副研究员以《猪多组织发育的动态单细胞图谱》为题带来了专题报告。

猪的产肉功能使其成为畜牧业主要的肉类来源之一，其种源安全的重要性也日益突出；猪的器官组织与人类高度相似的特征使其成为生物医学研究的重要模型，将猪作为移植供体的研究层出不穷。猪的功能组学研究随着技术的发展也从参考基因组、参考转录组发展到了参考细胞图谱。从单细胞转录组角度解析猪的组织发育将为精确育种和精准医疗提供重要的基因挖掘依据。本研究利用DNBelab C4平台获取模型猪多组织发育不同时间点的数十个细胞类型的单细胞转录组数据，覆盖出生前后的发育阶段，构建了猪发育动态多组学全景细胞图谱，解析了组织特有和共有的基因表达动态变化规律，揭示了猪多个组织建成机制及其对农艺性状的影响。研究者还比较了不同品种猪的单细胞数据和RNA-seq 数据，解释了不同品种猪的生长发育差异、肉质差异等现象。

张瑞华博士

青岛华大基因研究院

青岛华大基因研究院的张瑞华博士以《单细胞转录组揭示非洲肺鱼陆地化适应的细胞及分子特征》为题带来了专题报告。

研究关注非洲肺鱼(Protopterus annectens)的呼吸器官进化细胞组学。非洲肺鱼具有多个呼吸器官，其中肺作为主要呼吸器官而鳃和皮肤作为辅助。此外，非洲肺鱼可以包裹在粘液形成的茧袋中以夏眠的生理状态在泥土中度过旱季。为了全面了解非洲肺鱼主要呼吸器官在更高分辨率上的细胞和分子特征及其在陆地化过程中的一系列适应性变化，研究者在实验室诱导肺鱼陆地化的基础上，对实验组和对照组的非洲肺鱼肺和鳃组织进行了单细胞转录组测序，绘制了首个全面的非洲肺鱼主要呼吸器官单细胞图谱，并在此基础上探究非洲肺鱼呼吸器官在细胞类型和分子表达层面的陆地化适应特征。进一步通过与典型陆地和水生脊椎动物呼吸器官单细胞数据的比较，在细胞类型和分子水平揭示了非洲肺鱼肺和鱼鳔的同源性以及与高等哺乳动物肺之间的保守性。研究中采用了华大智造单细胞建库平台DNBelab C4、超高通量测序平台DNBSEQ-Tx以及高通量测序仪MGISEQ-2000。该项目的第一阶段成果于2023年9月13日在线发表于Nature Communications。

邓淑翰技术支持总监

北京格致博雅生物科技有限公司

北京格致博雅生物科技有限公司邓淑翰技术支持总监以《海量单细胞测序助力动植物科研与育种》为题进行了介绍。

报告围绕单细胞组学在动植物领域的研究和应用，单细胞测序在智能育种4.0时代的角色，以及单细胞测序分析新方法三方面进行了介绍。单细胞测序应用已经由一个物种的单组织图谱逐渐发展为多物种的全景图谱和多时间点的动态图谱，不仅要对每一个物种构建参考细胞图谱,还需要进一步在单细胞水平上构建泛细胞图。但是在构建的过程中存在很多挑战，需要通过技术和分析方法的进步来解决。介绍采用国产化、高性价比的单细胞测序平台DNBelab C4构建全组织图谱和多时间点动态图谱等，并进一步解析发育、衰老或者抗逆等机制的案例和经验。在植物应用领域，讨论了采用原生质体和细胞核开展实验的差异。单细胞大数据结合群体大数据将助力智能育种4.0时代。上述各研究领域，均已经积累了大量数据，一种新的基于深度学习模型的方法可以对这些数据进行整合，并对基因功能进行挖掘。