單細(xì)胞水平上探索RNA結(jié)構(gòu)：一種創(chuàng)新RNA測(cè)序方法

來自A*STAR新加坡基因組研究所(GIS)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種創(chuàng)新的單細(xì)胞核糖核酸(RNA)測(cè)序方法，可以對(duì)單細(xì)胞核糖核酸（RNA）進(jìn)行測(cè)序，研究RNA結(jié)構(gòu)在單個(gè)細(xì)胞中的作用。由于單個(gè)細(xì)胞中的核糖核酸形狀各不相同并驅(qū)動(dòng)著不同的功能，研究許多細(xì)胞中的集體核糖核酸形狀可能會(huì)忽略核糖核酸結(jié)構(gòu)和功能的個(gè)體差異。

這種新方法被命名為Sc-SPORT(Single Cell Structure Probing Of RNA Transcripts，單細(xì)胞 RNA 轉(zhuǎn)錄本結(jié)構(gòu)探測(cè)，生物通注)，它能夠基于形狀而不是序列識(shí)別對(duì)人類發(fā)育和疾病至關(guān)重要的生物標(biāo)志物。雖然單細(xì)胞基因表達(dá)分析顯示了在看似相似的單個(gè)細(xì)胞中存在的多樣性程度，但尚不清楚其他因素是否也會(huì)影響細(xì)胞的命運(yùn)。通過這種方法，研究人員現(xiàn)在可以使用RNA結(jié)構(gòu)作為額外的信息水平來識(shí)別發(fā)育和疾病中的細(xì)胞類型。

這一論文于2024年1月4日發(fā)表在《自然方法》雜志上。

在過去的十年中，通過不同的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)來了解單個(gè)細(xì)胞中的不同成分已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。隨著研究人員對(duì)單個(gè)細(xì)胞層的深入研究，預(yù)測(cè)細(xì)胞軌跡變得越來越準(zhǔn)確。

該研究由A*STAR GIS副執(zhí)行主任兼首席研究員Wan Yue博士和A*STAR GIS研究員Jiaxu Wang博士領(lǐng)導(dǎo)，并與A*STAR生物信息學(xué)研究所(BII)首席研究員Roland Huber博士合作，標(biāo)志著**在單細(xì)胞水平上探索RNA結(jié)構(gòu)，特別是針對(duì)稀有細(xì)胞類型和RNA結(jié)構(gòu)異質(zhì)性。過去，在研究大量 RNA 結(jié)構(gòu)時(shí)，研究人員需要從數(shù)百萬個(gè)細(xì)胞開始。這種方法只能得到一個(gè)綜合了所有細(xì)胞所有形狀的通用概覽，很難看到單個(gè)細(xì)胞之間 RNA 結(jié)構(gòu)的具體差異。現(xiàn)在，通過在單細(xì)胞中進(jìn)行 RNA 結(jié)構(gòu)探測(cè)，研究人員可以更好地了解每個(gè)細(xì)胞中存在的信息，并確定細(xì)胞何時(shí)可能出錯(cuò)。

對(duì)單細(xì)胞RNA結(jié)構(gòu)的研究為識(shí)別個(gè)體細(xì)胞中可能在疾病中失調(diào)的結(jié)構(gòu)生物標(biāo)志物打開了大門，為現(xiàn)有的單細(xì)胞信息增加了額外的信息層。這種RNA結(jié)構(gòu)可以作為RNA水平不改變的疾病的新的生物標(biāo)志物或藥物靶點(diǎn)。這將使研究人員能夠識(shí)別基于RNA結(jié)構(gòu)和RNA表達(dá)的細(xì)胞類型，并更好地了解RNA病毒如何在單個(gè)細(xì)胞中折疊。目前，該團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化單細(xì)胞RNA結(jié)構(gòu)測(cè)序的放大方法，并將這種方法應(yīng)用于更復(fù)雜的細(xì)胞發(fā)育過程和癌癥。

Wan Yue博士說:“與一次性研究數(shù)百萬細(xì)胞的傳統(tǒng)方法不同，這項(xiàng)突破使我們能夠單獨(dú)檢查每個(gè)細(xì)胞中的RNA結(jié)構(gòu)，揭示獨(dú)特的模式和生物標(biāo)志物，豐富我們對(duì)細(xì)胞命運(yùn)的理解。面對(duì)由RNA病毒引起的COVID-19大流行，了解RNA如何在細(xì)胞內(nèi)折疊變得至關(guān)重要。這項(xiàng)研究不僅揭示了RNA的基本功能，而且為RNA作為生物醫(yī)學(xué)科學(xué)游戲規(guī)則改變者的潛力開辟了前所未有的見解。”

與早期的研究相比，這篇最新論文的發(fā)現(xiàn)也是****的，因?yàn)樗軌驅(qū)?shù)百萬個(gè)細(xì)胞減少到單細(xì)胞水平，從而進(jìn)行RNA結(jié)構(gòu)測(cè)序。

A*STAR地理信息系統(tǒng)代理執(zhí)行主任Liu Jian Jun教授表示:“在RNA研究快速發(fā)展的背景下，地理信息系統(tǒng)的工作突顯了我們致力于破譯RNA的復(fù)雜性。提高對(duì)RNA作用的認(rèn)識(shí)，特別是在2019冠狀病毒病大流行的背景下，有助于更好地防范大流行，并為針對(duì)RNA病毒的潛在治療提供新的見解。”

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