细胞的再生取决于它的位置

来自植物的简单组织样本，如分支或叶子，可以长成一个全新的植物。这种再生能力是生产食物，生物质和未来医学的梦想，负责植物再生的基因可以提供关于哪些基因在人类中具有相同潜力的见解。

随着单细胞RNA测序(scRNA-seq)的报道，这些基因的研究在2009年达到了新的细节水平。由奈良科学技术研究所(NAIST)的科学家领导的一个国际项目在核酸研究中报告了新版本的scRNA-seq，单细胞数字基因表达(1cell-DGE)，它提供了更多关于基因表达与细胞行为如再生之间的关系。

到目前为止，几乎所有scRNA-seq方法都依赖于从单个细胞中获得RNA，所述单个细胞在酶和机械上与生物体中的组织分离。许多细胞行为取决于细胞如何与其他细胞相互作用。此外，植物细胞由于其刚性细胞壁而难以剁碎。

“位置信息在细胞行为中非常重要，因为接触细胞会相互发送信号。这些信息可能会在隔离过程中丢失，”领导该研究的NAIST副教授Minoru Kubo解释道。

该位置信息对于决定哪些细胞开始再生以及哪种细胞不在细胞样品中具有重要意义。因此，研究人员设计了一种方法，在这种方法中，他们可以从完整组织中的个体活细胞中提取含有RNA的细胞核，而不会影响位置信息。

为了验证1cell-DGE，他们将其应用于Physcomitrella专利，这是一种苔藓植物，其再生特性已得到很好的证实。Kubo及其同事使用商业显微操纵器从切除的叶子中的单个细胞中提取含有核的RNA，然后使用独特的分子标识符制备cDNA文库以标记用于1cell-DGE分析的原始RNA。

切除后立即从31个细胞中取出RNA，并在一天后分析34个细胞。发现超过2000个基因在0小时差异表达，在24小时时有4000个基因。

“我们使用这些数据来计算伪时间.Pseudotimes根据基因表达谱估计细胞发育和分化之间的转变，”Kubo解释说。

伪时分析显示，24小时负责再生的几个基因的表达可以分成两组，表明细胞再生能力的异质性。

Kubo指出，“不同的再生标记可以反映细胞在叶片切除中的位置”，证明1cell-DGE保留位置信息及其对研究再生的重要性。

在这个阶段，提取RNA的显微操作必须手动完成，但Kubo认为自动化这一步骤可以使1cell-DGE成为研究基因表达依赖于细胞位置的标准工具。

“有可能同时从活组织和器官中回收数千种细胞内容物，”他说。

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