被科研耽誤的「詩人」和「歌手」相繼發表單細胞組學領域最新研究進展

本文轉載自「BioArt」。

南北驅馳報國情，

雨雪風霜笑平生。

離家一去二十載，

青絲雖減豪氣增。

詩：湯富酬

書：廣 進

詩的作者是北京大學的湯富酬教授，曲作者和演唱者是浙江大學的郭國驥教授。一位是被科研耽誤的「詩人」，一位是被科研耽誤的「歌手」，兩人都可稱得上是單細胞組學的骨灰級玩家。

2009年，湯富酬老師在博士後期間發表了世界上第一篇單細胞mRNA測序的文章【1】，引領了整個單細胞測序領域，這篇文章引用率為996次（來源：谷歌學術）。2010年，郭國驥老師在博士期間發表了世界上第一篇高通量單細胞qPCR的文章【2】，推動了單細胞系統生物學的發展，這篇文章引用率為552次（來源：谷歌學術）。時隔8年，滄海桑田，再回首，兩人居然一步也沒離開過單細胞組學領域。

湯富酬、郭國驥當年發表的里程碑式研究

近日，北京大學生物動態光學成像中心湯富酬課題組和浙江大學幹細胞與再生醫學中心郭國驥課題組分別在Genome Biology雜誌上以長文形式發表單細胞組學最新進展。兩篇論文分別揭示了小鼠8種代表性主要器官（前腦、後腦、皮膚、心臟、體節、肺、肝和小腸）的器官發生機制以及人多能幹細胞早期分化過程中三胚層主要譜系（神經，內皮，肌肉，上皮，肝臟，間質）的基因調控網路。

湯富酬課題組文章題為Single-cell RNA-seq analysis unveils a prevalent epithelial/mesenchymal hybrid state during mouse organogenesis。 在哺乳動物胚胎髮育早期，器官發生是一個可以產生不同器官和細胞類型多樣化的重要生物學過程。該論文利用單細胞轉錄組測序技術對小鼠胚胎E9.5-E11.5時期8種主要器官進行了深入、系統的分析，揭示了器官發生的分子調控機制，發現早期器官發生時期的胚胎上皮細胞普遍具有上皮/間充質中間態特性。

a.研究涉及到的器官；b.所有細胞的t-SNE聚類分析結果

湯富酬教授為該論文的通訊作者。生科院PTN2015級博士生董驥、生命科學聯合中心2013級博士生胡玉瓊、博士後范小英和生命科學聯合中心2014級博士生吳興龍為論文的共同第一作者。

郭國驥課題組文章題為 Mapping human pluripotent stem cell differentiation pathways using high throughput single-cell RNA-sequencing。目前研究人員對人多能幹細胞三胚層分化體系缺乏系統性的認知，導致分化路徑不明確，所以無法採取有效的質量控制手段來進一步優化分化體系。該論文首次報道使用優化的高通量微流控晶元C1 HT IFC來實現單細胞的捕獲和轉錄組擴增。該平台的優勢在於測序通量和測序深度都較高，每次可分析多達800個細胞，並且每個細胞能檢測到約5000個基因。通過對人多能幹細胞擬胚體分化系統的分析，郭國驥課題組描繪了三胚層多種組織細胞的分化路徑，呈現了細胞分化過程中的表達譜變化，揭示了分化過程中關鍵的調控通路。這項工作將有助於加深人們對譜系分化分子通路的了解，並促進人胚胎幹細胞譜系分化方案的優化。

浙江大學郭國驥教授，哈佛大學袁國丞教授和浙江大學陳海德博士為本文共同通訊作者。郭國驥組韓曉平副教授和陳海德博士為本文共同第一作者。

附湯富酬教授的其它詩作：

地遠門偏少送迎，

無需應酬養性情。

小院不掃落葉滿，

秋風秋意滿秋庭。

霾霧籠罩古城樓，

風物凄凄淚眼收。

山色渺茫嘆息晚，

砧聲黯淡胸中憂。

疏鬆影落空壇靜，

細草香閑小洞幽。

何用別尋方外去，

人間亦自有丹丘。

參考文獻：

1、Tang F, Barbacioru C, Wang Y, Nordman E, Lee C, Xu N, Wang X, Bodeau J, Tuch BB, Siddiqui A, Lao K, Surani MA. mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a single cell. Nature Methods. 2009 May;6(5):377-82.

2、Guo, G., Huss, M., Tong, G. Q., Wang, C., Sun, L. L., Clarke, N. D., & Robson, P. (2010). Resolution of cell fate decisions revealed by single-cell gene expression analysis from zygote to blastocyst. Developmental cell, 18(4), 675-685.

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