预测未来 | Barbara Treutlein: 单细胞空间多组学展望

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Barbara Treutlein

单细胞空间多组学

令人难以置信的是，第一个单细胞转录组在10多年前就被测序出来了。从这个里程碑开始，来自不同生物体、组织和其他细胞生物系统的数百万个细胞的转录组被测序和分析，这些细胞状态的图谱正在彻底改变生命科学。这些技术和相关的计算方法已经成熟和普及到几乎所有的实验室都可以将这种方法应用到他们的特定系统或问题上。

当然，获取转录组还不够，而且已经制定了测量染色质开放性、组蛋白修饰、蛋白质丰度、细胞系和其他与单细胞基因组活性相关的特征的协议。目前，许多研究使用基于解离的单细胞基因组学方法，在这种方法中，空间背景被打乱，以促进捕获单细胞，进行下游工作。当然，方法正在改进，在原位空间测量基因组，以及计算分析细胞图谱。这一阶段为单细胞基因组学的下一阶段做好了准备，在分子、细胞、组织或生态系统尺度上的多模态基因组活动空间登记将使我们构建具有高分辨率和预测能力的体外重建体系。这些虚拟图谱将依赖于健康和不安的组织和有机体的多组分析，这对创新提出了重大挑战和机遇。

单细胞高通量测序仍然是一个挑战，目前还不清楚以分离单细胞为基础进而测序将来发挥的作用是什么。这些操作相当易于实施，世界各地的实验室每次实验可以进行成千上万个细胞分析。但是，在某些情况下在一次实验中测量数百万个细胞是很有必要的，比如在干扰筛选。结合条形码方法克服细胞通量边界；然而目前还不清楚使用当前单细胞测序技术如何经济地将全转录组测序规模扩大到数百万。“压缩感知”模式——即测量每个细胞有限的、选定的和或随机数量的特征，并通过推理或与已知参考的相似性恢复高维特征水平——为增加细胞通量提供了一种有趣的可能性。大多数单细