本報深圳8月23日電（記者嚴圣禾 通訊員趙恩汐）日前，記者從華大生命科學(xué)研究院獲悉，該院基因組多維解析技術(shù)全國重點實驗室聯(lián)合多家機構(gòu)，發(fā)布了細胞組學(xué)技術(shù)Stereo-cell。這項技術(shù)打破了傳統(tǒng)單細胞測序技術(shù)局限，標(biāo)志著中國在細胞組學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得原創(chuàng)性引領(lǐng)成果——從單細胞測序往往只能獲取單一分子層面信息的“平面解析”模式邁向兼顧多模態(tài)信息、具備“立體洞察”能力，并將為規(guī)模化開展細胞病理、發(fā)育與衰老等前沿研究提供強有力支撐。相關(guān)成果于近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
這一成果有效避免了傳統(tǒng)方法的局限性：傳統(tǒng)的單細胞測序技術(shù)多基于液滴微流控技術(shù)，易因其物理限制導(dǎo)致細胞丟失或變形問題；“納米級高精準(zhǔn)捕手”Stereo-cell以高密度DNA納米球陣列為核心，直徑僅220納米的小球以500納米的間距密集排列在芯片上，通過靜電吸附即可捕獲細胞。
該技術(shù)還結(jié)合顯微成像及空間定位，對細胞進行“CT掃描”和“GPS定位”，能在一張密密麻麻的細胞“集體照”中精準(zhǔn)識別每個細胞，避免誤判。
更重要的是，Stereo-cell具備從百個到百萬個量級細胞投入的超寬通量范圍，能夠在一次實驗中從大規(guī)模樣本中識別出稀有細胞亞群，即便是占比僅0.05%的稀有細胞，也能實現(xiàn)“大海撈針”。其芯片最大尺寸可達13厘米乘以13厘米，具備更大細胞通量潛能。
“一次實驗就能捕獲百萬數(shù)量細胞，并且獲取形態(tài)、轉(zhuǎn)錄和蛋白特征，實現(xiàn)更深度地解析細胞的病理狀態(tài)。”文章共同第一作者、華大生命科學(xué)研究院劉傳宇研究員說。
除此之外，Stereo-cell支持細胞直接在芯片上培養(yǎng)，實現(xiàn)原位動態(tài)測序，捕捉基因轉(zhuǎn)錄活性變化，并保留空間位置及時序變化信息，做到細胞變化“實時直播”。
對于傳統(tǒng)技術(shù)難以處理的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和大細胞，Stereo-cell也展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。以骨骼肌纖維研究為例，Stereo-cell能精準(zhǔn)區(qū)分不同功能區(qū)域的基因表達，揭示肌纖維的空間異質(zhì)性。
正如文章共同通訊作者、基因組多維解析技術(shù)全國重點實驗室主任、華大集團首席研究員徐訊所言：“基于此平臺發(fā)起的百億細胞聯(lián)盟，將構(gòu)建包括生命圖譜、疾病圖譜和擾動響應(yīng)圖譜在內(nèi)的‘三大細胞宇宙數(shù)據(jù)庫’。歡迎全球科研團隊共建共享，共同推動細胞AI大模型與虛擬細胞系統(tǒng)研發(fā)。”
