在广东省“珠江人才计划”本土创新科研团队项目、国家自然科学基金项目(批准号:81530028,81721003)等资助下,中山大学中山眼科中心刘奕志/胡友金团队在单细胞测序和干细胞调控领域取得重要进展,研究成果以“Single-cell RNA cap and tail sequencing (scRCAT-seq) reveals subtype-specific isoforms differing in transcript demarcation”为题,于2020年10月13日在Nature Communications (《自然-通讯》)上发表。胡友金、钟嘉纬为共同第一作者,刘奕志和胡友金为该文章的共同通讯作者。
基因转录调控是细胞遗传信息传递和表达的关键环节,是干细胞向各种功能细胞分化的重要命运决定因素。解析干细胞分化过程中基因转录构象改变和时空表达特点,对利用干细胞进行组织器官再生的转化研究具有重要意义。
单细胞测序是目前最有希望获取细胞整体遗传信息的有力工具。该研究发明一种新型的单细胞测序技术(scRCAT-seq),通过对转录本的首尾两端进行靶向捕获,精确鉴定出调控细胞基因转录的重要位点:可变转录起始位点(TSS)和可变转录终止位点(TES)。TSS和TES的差异决定不同转录本的空间异构体,继而影响基因表达的稳定性。与同类已报道技术相比,scRCAT-seq具有低成本、高效的优势,检测体量约为同类技术7倍,准确性约为同类技术4-5倍。
借助scRCAT-seq,研究者首次绘制出胚胎干细胞向眼视网膜细胞分化过程的转录异构体动态表达图谱,鉴定出关键的转录调控靶点CCND1异构体。scRCAT-seq有望应用于发现特定细胞类型中的新基因和转录异构体,助力完成“国际人类细胞图谱计划”。