答题挑战赛 | 单细胞动态发育图谱方案如何设计？（二）
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昨天，科技君就入手单细胞图谱研究的两个思路（静态和动态图谱）之一——单细胞静态细胞类群组成和细胞异质性的研究案例进行了详细解析。这些案例绘制了某种生物（猕猴、家猪），或某类细胞（PBMC）的静态图谱，为认识这些生物或这类细胞的细胞亚群组成异质性、细胞间相互作用，和跨物种的保守调控方式积累了丰富的理论基础，为更好地解释生命的基本活动提供新的思考。
今天，科技君再根据具体案例探讨单细胞图谱研究的另一思路——生命发育过程单细胞水平动态图谱绘制及关键影响因子的鉴定，追溯单细胞测序如何研究细胞的发育、细胞的分化以及生命动态变化过程中细胞间的相互作用。单细胞动态发育图谱的绘制帮助我们描绘甚至预测生命起源和进化、生物社会化分工等活动的轨迹和方向。
单细胞动态图谱研究思路总结
01
构建蚂蚁“超个体”分工神经基础的单细胞转录组图谱
发表时间：2022年6月16日
发表期刊：Nature Ecology & Evolution (IF=19.1)
研究设计：选用社会性昆虫研究的模式物种——法老蚁作为研究对象，采用DNBelab C系列单细胞分选平台，对来自4种不同品级（蚁后、处女繁殖蚁、工蚁和雄蚁）的法老蚁的17个样本 [处女繁殖蚁（4）、蚁后（4）、雄蚁（4）和工蚁（5）] 的大脑，进行高通量单细胞核转录组研究，共获得206,367个单细胞核。
技术路线：
研究结论：
与果蝇不同，蘑菇体KCs在蚂蚁中大量存在，并且表现出高度的多样性，大多数亚型在工蚁大脑中富集，而负责处理视觉信息的视叶细胞在工蚁大脑里的含量则很低。雄蚁大脑与工蚁大脑细胞组成的趋势相反。处女繁殖蚁和蚁后的大脑细胞类型则相对“正常”。研究团队还将处女繁殖蚁与成熟蚁后的大脑进行比较，发现视叶细胞的含量在蚁后大脑中明显降低，这与蚁后长期适应黑暗的巢内环境相关；而多巴胺细胞以及一类具有神经保护功能的胶质细胞的含量则在蚁后大脑中显著增加。永久种姓和性别分化导致了蚂蚁大脑细胞类群和神经回路的变化。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41559-022-01784-1
02
构建斑马鱼早期胚胎发育的转录组图谱
发表时间：2022年5月4日
发表期刊：Developmental Cell (IF=13.417)
研究设计：选取6个不同发育阶段（受精后3.3、5.25、10、12、18和24小时）胚胎样本采用DNBelab C系列单细胞分选平台，分别进行高通量单细胞转录组研究，共获得86,307个单细胞。同时选取相同时期的91张斑马鱼胚胎切片，进行空间转录组研究。
技术路线：
研究结论：
该研究构建了斑马鱼早期胚胎发育转录组图谱，确定了特定组织的空间分布和共变基因。通过对每个发育时间点的空间转录组数据和scRNA-seq数据进行综合分析，研究人员解析了斑马鱼胚胎发育期间细胞命运转变的空间发育轨迹。然后进一步研究了空间位置上的配受体相互作用和分布，并确定了斑马鱼胚胎发育过程中潜在的重要相互作用。该研究为进一步理解脊椎动物发育机制提供了重要理论参考。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2022.04.009
03
单细胞转录组图谱揭示半滑舌鳎卵子发生中的动态基因表达特征
发表时间：2022年3月1日
发表期刊：Frontiers in cell and developmental biology (IF=6.081)
研究设计：选取6只成年半滑舌鳎的卵巢组织样本，采用DNBelab C系列单细胞分选平台，分别进行高通量单细胞转录组研究，最终获得7,185个细胞。
技术路线：
研究结论：
该研究首先描述了三种生殖细胞亚型的连续逐步发育。接着确定了鱼卵泡壁的细胞组成，包括四种颗粒细胞和一种卵泡膜细胞，并找到了在细胞特性调节中起重要作用的转录因子。鱼类卵子发生受广泛的生态位-种系双向通讯调节，鱼类排卵伴随着不同颗粒细胞之间依次有序的协调作用。此外，对半滑舌鳎和食蟹猴共有同源基因的系统生物学分析显示，鱼类和哺乳类卵子发生进化的生物过程非常保守。
原文链接：https://doi.org/10.3389/fcell.2022.828124
截至今天，DNBelab C系列单细胞平台已助力发表25篇文章，平均影响因子高达17+。
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