科學家成功繪制出小鼠大腦中數百萬個細胞的完整圖譜

　　全長的SMART-seq單細胞RNA測序能用于測定基因在同源異構體分辨率下的表達，從而就為識別出不同細胞類型的特定同位素標記成為可能，與空間RNA捕獲和基因標記方法結合使用就能使得對不同細胞類型的空間解析同源異構體表達的推斷成為可能。構建復雜的人類大腦以及大約1000億個單獨的神經元圖譜并不是一件容易的事情；作為應對這一巨大挑戰的“前奏”，研究人員已經從對小鼠大腦的研究來理解大腦中不同的細胞類型以及其之間的關聯，并能通過完善技術方法來實現這一目標。

　　近日，一篇發表在國際雜志Nature上題為“Isoform cell-type specificity in the mouse primary motor cortex”的研究報告中，來自加州理工學院等機構的科學家們通過研究以一種前所未有的分辨率描述了小鼠大腦中的微小基因組細節，以及如何結合多種類型的基因組學技術來實現這一分析。

　　該研究是一項名為“通過推進創新性神經技術從而進行大腦研究”倡議計劃（BRAIN計劃）的一部分，該計劃由美國NIH提供資助。這篇研究報告中，研究人員重點對小鼠的大腦初級運動皮層進行研究，其是控制小鼠機體運動的關鍵區域。研究者Booeshaghi等人分析了所收集的來自大腦細胞的基因組相互數據，并通過結合三種不同的實驗性技術（每種技術都有自己的優勢和劣勢），研究人員就能詳細分析小鼠大腦皮層中腦細胞中的基因表達情況，這些技術的組合能以一種超越其各部分之和的方式發揮了單個技術的優勢。

　　這張信息圖描述了在這項新工作中結合的三種技術，以及這種結合如何產生關于腦細胞中基因表達的

　　多維信息。

　　該研究通過所謂的基因同源異構體實現了細化的水平，為了理解該異構體，研究人員就非常有必要理解組成基因的單個RNA轉錄物的表達情況；基因表達是DNA被轉錄成為RNA，以及隨后RNA被分子機器翻譯為蛋白質的過程；諸如在人類等高等真核生物中，這種信息流包括一種稱之為“剪接”（splicing）的過程，在這一過程中，RNA會被切碎，一些碎片在轉變成為蛋白質之前又會被粘在一起，這種切割和粘貼的過程就產生了同一基因的多種口味的“轉錄本”：異構體，這些異構體能被轉化為具有不同功能的蛋白質。

　　通過分析諸如此類異構體，研究人員就發現，突變體是導致腦細胞之間功能性差異的一個關鍵方面，而對異構體的分析對于大腦尤其重要，剪接過程在大腦組織中處于高度活躍狀態，而且很多神經性疾病都是因剪接過程的中斷會引發。綜上，本文研究結果表明，同源異構體或許有助于細胞細胞的分類，而且利用多種測量方法來對單細胞轉錄組學數據進行多平臺的分析或能提供小鼠初級運動皮層轉錄的完整圖譜，從而或能改善任何單一技術所提供的可能性。