Nature methods公布2013年度技术

　　

生物通报道  时近岁末，各大杂志接连进行了年终盘点，12月30日的《Nature Methods》也盘点了年度技术，选出了13年最受关注，影响广泛的技术成果：单细胞测序（single-cell sequencing）。

在题为“Method of the Year 2013”的重要评论文章中，作者指出每个细胞都是独一无二的，它占据着特定的空间位置，在它的复制基因组中携带着独特的错误，易受到编程及诱导的基因表达改变的影响。然而，大多数的DNA和RNA测序针对的都是组织样本或细胞群，这使得细胞之间的生物差异有可能被平均值所掩盖或是被误认做为技术噪音。

单细胞技术为仔细分析这种异质性提供了一条新途径。单细胞DNA测序可以揭示出往往具有高突变率的癌细胞基因组中的变异和结构改变。可以利用这一信息来阐明克隆结构，追踪疾病的演化和扩散。这些方法也揭示出了诸如大脑等体细胞组织中惊人水平的嵌合现象。

细胞之间RNA水平上的差异则更大，即便是那些看似相同的细胞群，比如基于细胞表面标志物纯化出来的免疫细胞。单细胞转录组分析可以鉴别出细胞内的生物相关差异，甚至是在根据标记基因或细胞形态有可能无法区分这些细胞之时，并可以一种无偏倚的方式用于细胞分群。

单细胞测序的另一个优点是，它使得分析稀有细胞变得更为容易。它还可以在基因组水平上对来自非常特异时空条件下的细胞，包括从环境中取样的微生物细胞进行分析。在临床上，单细胞测序还可以帮助对体外受精胚胎进行植入前筛查；基于少见的循环肿瘤细胞进行癌症诊断。

将范围缩小至细胞水平所面对的一个中心挑战就是，如何捕获微量的模板并对其进行扩增生成高通量测序所需的足够材料。在大量扩增过程中维持保真度及避免偏差并非是一件轻而易举之事，但其对于确保充分的序列覆盖度、准确的定量及检测序列变异却至关重要。近期一些改良的实验方案和商业产品使得单细胞测序方法更易于为研究人员所采用。微流体和微孔板技术也在提高可重现性和规模。

另外，在本期《Nature methods》的专题中还发表了一系列展望、技术新闻和评论文章，对于单细胞测序的一些基本流程、因素、应用领域及深远影响和意义，以及其他一些单细胞研究方法如原位杂交、单细胞表观基因组分析、细胞计数和质谱法进行了概述和讨论。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Method of the Year 2013

Once considered a technical challenge reserved for a few specialized labs, single-cell transcriptome and genome sequencing is becoming robust and broadly accessible. Exciting insights from recent studies are revealing the potential to understand biology at the unitary resolution of life, and last year marked a turning point in the widespread adoption of these methods to address a variety of research questions. For these reasons, single-cell sequencing is our choice of Method of the Year for 2013.