近期锄贷，國(guó)內(nèi)植物單細(xì)胞RNA測(cè)序相關(guān)研究再發(fā)力杠览。2020年6月24日捆蜀，河南大學(xué)孫旭武教授課題組在Molecular Plant在線發(fā)表了題為Global Dynamic Molecular Profiles of Stomatal Lineage Cell Development by Single-Cell RNA Sequencing的文章攻臀。該研究首次運(yùn)用單細(xì)胞RNA-seq技術(shù)解析了擬南芥氣孔系細(xì)胞發(fā)育進(jìn)程中的轉(zhuǎn)錄組動(dòng)態(tài)模式钠四。
氣孔是由成對(duì)的保衛(wèi)細(xì)胞形成的盗扒，在植物對(duì)陸地的定殖過程中起著至關(guān)重要的作用。植物氣孔參與調(diào)節(jié)蒸騰作用以及與環(huán)境之間的氣體交換缀去。氣孔譜系細(xì)胞的命運(yùn)決定是可追蹤的侣灶，不可逆的，并產(chǎn)生特異的分化細(xì)胞類型缕碎。因此炫隶，氣孔發(fā)育是人們?cè)趩渭?xì)胞水平上研究多種命運(yùn)特異性遺傳程序的相互作用以及外部環(huán)境因素對(duì)不同細(xì)胞類型命運(yùn)決定的影響的優(yōu)異模型。盡管氣孔譜系細(xì)胞發(fā)育的調(diào)控機(jī)制已被廣泛研究阎曹，但基于單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析對(duì)這一生物學(xué)過程的全面解析尚未報(bào)道伪阶。
研究人員對(duì)從5日齡擬南芥幼苗子葉中獲得的12844個(gè)細(xì)胞進(jìn)行single cell RNA序列分析。通過tSNE分析鑒定到了11個(gè)細(xì)胞簇处嫌，包括與氣孔發(fā)育階段細(xì)胞相對(duì)應(yīng)的細(xì)胞簇栅贴。
利用已知的marker genes 鑒定細(xì)胞類型
研究者通過分析不同類型的細(xì)胞中特異表達(dá)的基因，解析了不同的細(xì)胞中基因表達(dá)模式并鑒定了每種類型的細(xì)胞中最顯著表達(dá)的標(biāo)記基因熏迹。隨后通過基因本體論 (Gene Ontology) 分析檐薯，解析了每種類型細(xì)胞中顯著富集表達(dá)下基因所參與的生物學(xué)功能。為了分析氣孔細(xì)胞早期發(fā)育階段的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制，研究者構(gòu)建了氣孔分生母細(xì)胞中基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)坛缕。進(jìn)一步通過分析所鑒定的標(biāo)記基因和轉(zhuǎn)錄因子的擬南芥突變體的氣孔發(fā)育表型墓猎，確定了這些基因在調(diào)控氣孔發(fā)育中所扮演的重要角色。該研究為利用單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)在鑒定新的標(biāo)記基因以及解析氣孔譜系細(xì)胞發(fā)育的調(diào)控機(jī)制提供了新的研究思路和技術(shù)體系赚楚。
鑒定不同類型細(xì)胞中的標(biāo)記基因
河南大學(xué)劉祉辛博士毙沾，博士研究生周亞萍、郭敬功和上海師范大學(xué)碩士研究生李姣愛為并列第一作者宠页，河南大學(xué)孫旭武教授為通訊作者左胞。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。上海歐易生物醫(yī)學(xué)科技有限公司肖云平博士举户，陸瑤博士和巴永兵博士在數(shù)據(jù)處理中給予了幫助烤宙。
論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.06.010
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