當(dāng)精子與卵子結(jié)合，細(xì)胞的命運之書翻開了第一頁。而在受精卵中，絕大多數(shù)基因最初是“沉睡”的，真正決定生命進(jìn)程的，是那些在關(guān)鍵時刻被悄然“喚醒”的基因——它們?nèi)缤笓]家，引導(dǎo)著整個發(fā)育交響的展開。
近日，《自然·通訊》（NatureCommunications）在線發(fā)表了上海海洋大學(xué)陳良標(biāo)和胡鵬團隊的一項成果。研究團隊成功在活體魚類胚胎中實現(xiàn)了單細(xì)胞新生RNA測序技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化和應(yīng)用，首次實現(xiàn)了對“合子激活”階段新轉(zhuǎn)錄基因的高靈敏度、高準(zhǔn)確性檢測。這項技術(shù)突破不僅打開了研究生命起源奧秘的新窗口，也為水產(chǎn)育種的基因精準(zhǔn)設(shè)計提供了重要工具。
《自然·通訊》（NatureCommunications）在線發(fā)表上海海洋大學(xué)陳良標(biāo)胡鵬教授團隊的重要成果。本文圖片均為上海海洋大學(xué)供圖
每個新生命的開始，都經(jīng)歷一次“主權(quán)交接”：從母親提供的遺傳物質(zhì)，過渡到胚胎自主控制基因表達(dá)。這一過程被稱為母源-合子轉(zhuǎn)換，是胚胎發(fā)育中最關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點。然而，剛被激活的合子基因，其轉(zhuǎn)錄本數(shù)量極其稀少，又常常被海量的母源RNA“淹沒”。這使得傳統(tǒng)的測序技術(shù)很難“聽見”這些微弱卻至關(guān)重要的聲音。
胡鵬教授曾在博士后期間參與開發(fā)了檢測新合成RNA的前沿技術(shù)-單細(xì)胞新生RNA測序技術(shù)（scNT-seq）。此次研究中，團隊圍繞魚類胚胎模型，開展了系統(tǒng)性優(yōu)化。一方面實現(xiàn)系統(tǒng)評估標(biāo)記方法。研究團隊對10種主流RNA化學(xué)轉(zhuǎn)化方法進(jìn)行了系統(tǒng)篩選，并在超過5萬個斑馬魚細(xì)胞中測試。最終發(fā)現(xiàn)，基于mCPBA/TFEA的“on-beads”轉(zhuǎn)化方案，能實現(xiàn)超過8%的T-to-C替換率，表現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)“體內(nèi)標(biāo)記”（in-situlabeling）方法，在信號強度和RNA質(zhì)量上均表現(xiàn)卓越。另一方面，精準(zhǔn)標(biāo)記新合成RNA。團隊在模式魚類-斑馬魚受精卵的一細(xì)胞階段顯微注射4-硫尿苷（4sU），實現(xiàn)了對合子新轉(zhuǎn)錄RNA的高效標(biāo)記，猶如在新產(chǎn)生的RNA上做下特殊標(biāo)記，便于后續(xù)識別。
研究實現(xiàn)了諸多突破。首先，檢測靈敏度大幅提升。優(yōu)化后的方法能在海量母源RNA背景下清晰捕捉新合子RNA信號。其次，母源和合子RNA實現(xiàn)精準(zhǔn)區(qū)分，通過計算新RNA占比，精確判定哪些基因是胚胎合子激活的。最后，發(fā)現(xiàn)更多關(guān)鍵基因。相較以往，本研究識別出更多此前未被報道的合子激活基因，并通過原位雜交實驗驗證其在整胚中的表達(dá)模式。
研究團隊成功在活體魚類胚胎中實現(xiàn)了單細(xì)胞新生RNA測序技術(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化和應(yīng)用，首次實現(xiàn)了對“合子激活”階段新轉(zhuǎn)錄基因的高靈敏度、高準(zhǔn)確性檢測。
據(jù)上海海洋大學(xué)介紹，這項研究不僅深入揭示了“生命最初的指令”是如何被啟動的，而且早期發(fā)育過程中合子基因的時空表達(dá)決定了胚胎質(zhì)量，進(jìn)而能影響魚類生物育種的進(jìn)展，是未來實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控、培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆水產(chǎn)新品種（如斑馬魚模式研究指導(dǎo)經(jīng)濟魚類育種）的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)和技術(shù)保障。
上海海洋大學(xué)教授胡鵬為本文通訊作者，實驗室博士研究生張曉雯、碩士研究生彭銘健為文章共同第一作者，研究工作得到了上海海洋大學(xué)陳良標(biāo)教授的大力支持與悉心指導(dǎo)，碩士研究生朱江浩也作出重要貢獻(xiàn)。
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“世子爺，您可不要再鬧了，今日可是你大喜的日子，別惹王爺和王妃生氣。”“滾開！本世子今晚就是要當(dāng)著紀(jì)清媛的面和別人洞房！”“嘭！”門被踹開。紀(jì)初禾站起身，還未來得及說話，便被人粗魯?shù)耐崎_?！皾L一邊去！”蕭晏安嫌棄的將一身喜服的新娘推到一邊-——?！凹o(jì)清媛，你非要嫁給本世子，本世子就讓你說完了。
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世子爺桀驁不馴，竟以他自己的方式，昭告天下他的不屈服！他是有多討厭這位新婚娘子！可她早已不是楚傾歌！這具身體，住進(jìn)了另一個靈魂_——。她，楚傾！屋外，下人們依舊跪了一地|。屋子里頭躺著的是九公主的尸體，誰也不敢亂動一下?！耙?、要不要去稟告國公大人？”“你、你去——?！薄安唬闳ツ闳?！”“我不等會說。
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