“今天，生命科學的發(fā)展已經(jīng)走到了必須跟物理、化學、數(shù)學相互交叉融合的時代，單用一個手段或單科知識無法解決學科中最具挑戰(zhàn)性的問題。單細胞與時空組學領域就是跨學科研究一個典型案例。”近日，中國科學院院士康樂在北京生命科學論壇第四十五次會議——單細胞與時空組學研討會上對《中國科學報》說。
近年來，單細胞與時空組學技術發(fā)展迅速，被用于追蹤生物發(fā)育、神經(jīng)的調(diào)控、疾病治療等各個方面。“單細胞時空組學將發(fā)育的概念與時間過程和空間格局相結(jié)合，能夠完整地看到生命的動態(tài)變化。”康樂說，以腫瘤研究為例，相關技術有助于了解不同腫瘤細胞在發(fā)病、轉(zhuǎn)移、惡化等方面的作用，以及對化療或其他治療手段的敏感程度，從而對疾病進程和療效評價更加精準。
會上，中國科學院院士、北京大學教授謝曉亮介紹了其團隊通過開發(fā)一系列創(chuàng)新型單細胞測序技術，重建人類單細胞基因組三維結(jié)構(gòu)。“通過這些三維結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，即便細胞有同樣的基因組，如果表達不同，分型就會不同，生物學功能也會不同。這些都是由轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的，它會接到DNA的某個特定位置控制這些‘基礎設施’。我們要解決的問題就是人的細胞每24小時怎么調(diào)控，這跟細菌細胞非常不一樣，這很基礎、也很重要的，現(xiàn)在的了解仍遠遠不夠。”謝曉亮在接受《中國科學報》采訪時說。
2012年，謝曉亮與團隊發(fā)明了單細胞全基因組均勻擴增的新方法——多重退火循環(huán)擴增法（MALBAC），大幅提高了單細胞測序的通量和精準度。利用這一技術，醫(yī)學工作者可選擇染色體正常的受精卵為患者提高生育成功率。據(jù)介紹，2013年以來，全球已有接近5000例利用MALBAC技術進行胚胎遺傳診斷的嬰兒出生。他們還利用單細胞測序技術篩選了廣譜性的新冠病毒有效抗體，未更廣泛的廣譜疫苗的開發(fā)提供了技術路徑。現(xiàn)在，謝曉亮和團隊正在嘗試將這一技術用于癌癥早篩、神經(jīng)推行疾病病因診斷等方面。
會上，中國科學院北京生命科學研究院研究員趙方慶、數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院研究員張世華、北京基因組研究所研究員蔣嵐分別介紹了他們團隊開發(fā)的單細胞與時空組學技術及應用前景。中國科學院生物物理研究所研究員劉江、遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員杜茁介紹了如何借助于單細胞與時空組學技術獲得新的發(fā)現(xiàn)和新的突破。深圳華大生命科學研究院副院長劉心、百邁客智能制造副總裁劉敏則分別介紹了自主研發(fā)的時空組學技術及應用。
這次會議吸引了京區(qū)300多位科技工作者和研究生參會，參會人員與特邀報告人開展了熱烈的討論，提出了許多的的新問題和新方向。
北京生命科學論壇是由中國科學院北京生科院組織的高級學術論壇，選擇與生命科學有關的交叉科學發(fā)展的前沿問題作為論壇主題，探討學科前沿、展望發(fā)展趨勢、分析新的學科生長點。
本文鏈接：追蹤細胞時空變化助力精準醫(yī)學發(fā)展http://m.sq15.cn/show-11-2419-0.html
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