4月27日的Nature Methods雜志上發(fā)布了一項引人注目的測序技術(shù)，G&T-seq(Genome and Transcriptome Sequencing)。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的DNA和RNA平行測序，同時展現(xiàn)單個細(xì)胞的基因組序列和基因活性。

　　研究人員用G&T-seq對220個小鼠和人類細(xì)胞進(jìn)行測序，獲得了空前詳細(xì)的信息。他們首次觀察到，當(dāng)細(xì)胞丟失或獲得染色體拷貝時，該區(qū)域的基因表達(dá)也會出現(xiàn)相應(yīng)的變化(減少或增加)。

　　“在單個細(xì)胞中同時測序基因組和轉(zhuǎn)錄組，我們可以看到基因變異的功能性影響，”文章的通訊作者之一，魯汶大學(xué)和Wellcome基金會桑格研究所的Thierry Voet,教授說。“G&T-seq有助于更深入的理解正常組織和疾病組織之間的遺傳學(xué)差異，為人們提供正常發(fā)育和疾病發(fā)展的新線索。舉例來說，人們可以通過G&T-seq更好的理解腫瘤中的癌細(xì)胞多樣性。”

　　在此之前，人們還無法同時測序單個細(xì)胞中的DNA和RNA。而G&T-seq可以在多種測序儀上實現(xiàn)這一點，對DNA和RNA進(jìn)行高通量的單細(xì)胞測序。

　　“這一方法的可擴(kuò)展性令我們感到振奮，”文章的第一作者，Wellcome基金會桑格研究所Dr Iain Macaulay說。“為了真正理解組織中的細(xì)胞異質(zhì)性，我們需要同時獲得大量細(xì)胞的基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。隨著測序成本的不斷下降，這種大型項目將更具可行性，最終使我們詳細(xì)了解人類組織中的細(xì)胞多樣性和生活史，”

　　研究人員用G&T-seq測序了同一個人的兩種細(xì)胞：乳腺癌細(xì)胞和正常血細(xì)胞。正常細(xì)胞大多擁有兩個拷貝的染色體，而癌細(xì)胞往往存在染色體片段的缺失或冗余，其轉(zhuǎn)錄組也和正常細(xì)胞大不相同。

　　他們在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種與癌癥有關(guān)的新染色體融合。隨后，研究人員用Pacific Biosciences公司的長讀取測序儀進(jìn)一步分析了這些細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組，獲得了融合轉(zhuǎn)錄本的完整序列，鑒定了發(fā)生融合的具體位點。

　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，正常血細(xì)胞中有四個細(xì)胞的11號染色體存在三個拷貝，它們11號染色體的RNA表達(dá)出現(xiàn)了峰值。這是傳統(tǒng)測序技術(shù)無法檢測到的。

　　研究人員通過G&T-seq對早期胚胎發(fā)育進(jìn)行了研究。他們用化合物處理小鼠胚胎使其染色體不穩(wěn)定，然后與正常小鼠胚胎進(jìn)行比較。研究結(jié)果再次證明，當(dāng)小鼠獲得或者丟失染色體的時候，會立刻引起基因表達(dá)量的改變。

　　“G&T-seq能為我們揭示更多的細(xì)胞特征，”文章的通訊作者，牛津大學(xué)的Chris Ponting教授說。“我們希望將來還可以涵蓋表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，更全面的理解正常發(fā)育和疾病過程中細(xì)胞異質(zhì)性。”