里程碑式突破！全球首批生命時空圖譜發布

“通過Stereo-seq(時空組學技術)，人類首次以500納米的空間分辨率實現了生命全景時空圖譜的繪制。這是生命科學工具的里程碑式突破。”深圳華大生命科學研究院時空組學首席科學家陳奧表示。

5月4日晚，深圳華大生命科學研究院聯合多家機構在Cell出版社官網以時空組學聯盟(STOC)專題的形式發布了全球首批生命時空圖譜。這是首次從時間和空間維度上對生命發育過程中的基因和細胞變化過程進行超高精度解析，為認知器官結構、生命發育、人類疾病和物種演化提供全新方向。

17世紀，科學家通過顯微鏡第一次看到了細胞。20世紀，DNA測序技術第一次解析了DNA。今天，Stereo-seq技術不僅可以讓我們精確地了解每個細胞內的分子表達，還可以定位該細胞的空間位置。

為推動時空組學在生命科學各個領域的應用，華大研究院等機構發起了時空組學聯盟，由哈佛大學、劍橋大學、牛津大學等16個國家的80多位科學家組成。目前已經首次繪制了小鼠、斑馬魚、果蠅、擬南芥四種模式生物胚胎發育或器官的時空圖譜。相關成果在《細胞》(Cell)期刊和其子刊《發育細胞》(Developmental Cell)在線發表。

據介紹，基于華大自主研發的DNA納米球空間捕獲芯片，實現了超高精度和超大視野的生命分子成像，實現亞細胞定位。同時，該技術還可以達到最大13厘米 x 13厘米的超大視野，實現器官和生命全景分子細胞圖譜的繪制。

目前利用這臺“超廣角百億像素生命照相機”，在小鼠胚胎器官形成的第9.5-16.5天，每天“拍攝”多張“照片”，得到8個時期的53張“照片”形成了一個胚胎發育的時空圖譜，就像一張生命全景地圖，記錄了小鼠胚胎內器官發育和形成的細胞演變過程。構建出了世界上首個系統清晰的小鼠器官跨時期空間基因表達圖譜集。這也是首次在單細胞分辨率水平上解析空間基因表達譜，為哺乳動物發育研究提供重要的數據參考，推動更好地認識胚胎的成長和器官發生，也為出生缺陷相關研究提供指導。

科研人員還構建了斑馬魚和果蠅胚胎發育的時空圖譜，為胚胎發育過程中的模式形成及相關分子機理研究提供重要的數據參考，也為進化過程中胚胎演化的研究提供了可能。

該技術還將應用于植物基礎科學研究和作物育種研究中，為高產、優質、抗逆作物品系的培育貢獻力量。

此外，包括猴腦、蠑螈腦再生、腫瘤發生過程時空組圖譜等，為腦科學研究和腫瘤研究提供了強有力的工具。

深圳華大生命科學研究院院長徐訊表示：“通過時空組學聯盟，我們未來將和各領域科學家共同努力，推動器官圖譜、疾病病理、個體發育和生命演化等方向的全面發展。”(科技日報記者 劉傳書)

標簽： 生命時空圖譜 生命科學工具 生命發育 DNA測序技術