央廣網(wǎng)上海3月22日消息(記者吳善陽 通訊員胡倩楠)國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》子刊《發(fā)育細(xì)胞》今天在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所景乃禾研究組與中科院-馬普學(xué)會(huì)計(jì)算生物學(xué)伙伴研究所韓敬東研究組合作的最新研究成果“Spatial Transcriptome for the Molecular Annotation of Lineage Fates and Cell Identity in Mid-Gastrula Mouse Embryo”，該研究結(jié)合激光顯微切割以及單細(xì)胞測(cè)序等先進(jìn)技術(shù)，繪制了小鼠早期發(fā)育原腸運(yùn)動(dòng)中期精細(xì)的胚胎三維分子圖譜，并揭示了小鼠細(xì)胞譜系藍(lán)圖建立過程中的空間轉(zhuǎn)錄組特征、轉(zhuǎn)錄因子和信號(hào)通路調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

　　原腸運(yùn)動(dòng)是高等動(dòng)物早期發(fā)育中一個(gè)極其重要且高度保守的生物學(xué)過程。多潛能的早期胚胎在原腸運(yùn)動(dòng)中發(fā)生了劇烈的細(xì)胞增殖和細(xì)胞遷移，分化為外、中、內(nèi)三個(gè)主要的胚層，成為全部體細(xì)胞的前體。此過程確立了整個(gè)胚胎的發(fā)育藍(lán)圖，并且不同細(xì)胞在胚胎中的空間位置決定了其未來的分化潛能和發(fā)育方向。因此，對(duì)早期胚胎進(jìn)行空間位置特異的轉(zhuǎn)錄組分析，可以解析早期胚胎發(fā)育命運(yùn)決定的分子機(jī)制，對(duì)預(yù)防相關(guān)的早期發(fā)育疾病也有十分重要的意義。在景乃禾研究員指導(dǎo)下，彭廣敦博士以及博士研究生陳軍，建立了基于激光顯微切割和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的空間轉(zhuǎn)錄組分析方法，完成了小鼠原腸運(yùn)動(dòng)中期（E7.0）單個(gè)胚胎組織切片位置特異的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。在韓敬東研究員的指導(dǎo)下，博士生索生寶對(duì)這些高通量數(shù)據(jù)進(jìn)行了生物學(xué)信息學(xué)分析。該項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)并鑒定了許多新的胚層特異標(biāo)記基因，構(gòu)建了整個(gè)原腸運(yùn)動(dòng)中期高質(zhì)量的全胚胎基因表達(dá)三維分子圖譜，使得小鼠這一時(shí)期兩萬多個(gè)基因的表達(dá)能夠以電子原位雜交的形式得到完全的呈現(xiàn)。更重要的是，該項(xiàng)工作還鑒定了一組能夠代表E7.0時(shí)期發(fā)育狀態(tài)和特異空間結(jié)構(gòu)域的標(biāo)志基因，這些基因具有類似“郵政編碼”（zip code）的標(biāo)記功能，可以將外源的多能干細(xì)胞或者胚胎組織細(xì)胞“投遞”到體內(nèi)胚胎的特定位置，從而將未知來源的干細(xì)胞定位于體內(nèi)胚胎的相應(yīng)部位。這一研究結(jié)果，也為認(rèn)識(shí)干細(xì)胞的全能性與分化潛能以及干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了全新的視角和理論指導(dǎo)。