重大技術(shù)進(jìn)展：單細(xì)胞分析、成像

1、2019重大技術(shù)進(jìn)展：單細(xì)胞分析、成像每到年終，Thescientist會對本年度的創(chuàng)新產(chǎn)品、年度科學(xué)人物和學(xué)術(shù)界丑聞等進(jìn)行一系列的盤點(diǎn)。在發(fā)表于12月24日的“TopTechnicalAdvances201文章中，該期刊總結(jié)了今年CRISPR、光遺傳學(xué)、單細(xì)胞分析和成像技術(shù)領(lǐng)域取得的一些重大進(jìn)展。上接：2019重大技術(shù)進(jìn)展：CRISPR、光遺傳學(xué)單細(xì)胞分析通過分析單個(gè)細(xì)胞的獨(dú)特方面，今年科學(xué)家們鑒別出了一個(gè)新的細(xì)菌門，檢測出了小鼠腸內(nèi)最罕見的細(xì)胞類型。近年來，隨著實(shí)驗(yàn)方案的通量及精度越來越高單細(xì)胞分析蓬勃發(fā)展。從一個(gè)個(gè)地成像細(xì)胞畸形到捕獲單細(xì)胞分子成分快照，由于科學(xué)家們采用了一些聰明的方法來

2、利用微流體，分選或分析單個(gè)細(xì)胞變得越來越實(shí)用。通過顯著擴(kuò)大可平行檢查的細(xì)胞數(shù)量，從大約100個(gè)到最多數(shù)千個(gè)，今年單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組取得了相當(dāng)大的飛躍。哈佛大學(xué)的MarcKirschner和SteveMcCarroll獨(dú)立開發(fā)出了一些在液滴中捕獲單個(gè)細(xì)胞的微流體設(shè)備，連同制備細(xì)胞cDNA文庫的所有試劑（延伸閱讀：兩篇Cell文章：廉價(jià)的單細(xì)胞基因表達(dá)分析新技術(shù)）。約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)院的DonaldZack說：創(chuàng)新之處在于利用了一種水油乳劑作為液滴中的試管。每個(gè)細(xì)胞不再需要一個(gè)孔或一個(gè)小斑點(diǎn)，現(xiàn)在它們可以將通量提高多個(gè)數(shù)量級。”單細(xì)胞分析也并不限于微流體裝置。例如，研究人員利用了與體外受精中使用的相似的

3、一種極小的微毛細(xì)管，來抽吸單個(gè)植物細(xì)胞中的內(nèi)容物。隨后這些材料被注射到質(zhì)譜儀中弄清楚細(xì)胞的成分。盡管大多數(shù)的質(zhì)譜讀值都是未識別峰，新實(shí)驗(yàn)方案“對于研究團(tuán)體向前推進(jìn)這類分析非常有用，”佛羅里達(dá)大學(xué)的陳思學(xué)(SixueChen)說。成像今年生命科學(xué)成像打破了一些障礙，科學(xué)家們在一些顯微鏡方法基礎(chǔ)上更深層次地看到了活體組織。10月，普渡大學(xué)的陳繼新(Ji-XinCheng)教授與同事們報(bào)道稱，他們利用體內(nèi)振動光譜成像大大提高了采集圖像圖像的速度(從分鐘提高到秒)，這一技術(shù)不再需要熒光。關(guān)鍵的改進(jìn)在不再需要光譜儀它是在光激發(fā)的樣品中收集分子振動信號。而陳繼新小組是在光子進(jìn)入到組織中去之前就給它們標(biāo)上了

4、顏色代碼。陳繼新說：“我們的想法是在將光子發(fā)送到組織中去之前，我們以不同的兆赫頻率編碼每種顏色。通過這種方式我們可在幾十微秒內(nèi)收集漫射光子，通過編碼頻率和光顏色之間的一一對應(yīng)關(guān)系來檢索光譜?！币晾Z伊大學(xué)生物工程教授StephenBoppart說：這是朝著提高這一技術(shù)實(shí)用性取得的一個(gè)很好的進(jìn)展。作者們加快了采集的速度，使得能夠在體內(nèi)及高度光子散射組織中采集圖像?！蓖?，由Janelia研究學(xué)院的PhilippKeller領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，證實(shí)了顯微鏡能夠在三維空間，并在生物學(xué)相關(guān)時(shí)間尺度上顯像整個(gè)非透明的動物。研究人員成像了果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程，最終總共有1萬個(gè)細(xì)胞?！斑@遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于線蟲的302個(gè)神經(jīng)元，線蟲是當(dāng)前唯一在單細(xì)胞水平上成像整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的動物，”Kelle說。Keller研究小組的顯微鏡有4個(gè)物鏡，組合它們的圖像，每秒可生成3.2千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。Keller在