彭广敦教授：空间转录组测序技术转录组学研究领域的新方向

彭广敦教授：空间转录组测序技术转录组学研究领域的新方向

4月21日，由生物谷主办的2017多组学研究与临床转化前沿论坛在上海隆重开幕。本次会议多组学研究和临床转化研讨会以迈向临床精准医疗为主题，聚焦基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学技术联用研究临床疾病，以及多组学数据的整合交叉分析应用，会议涉及基因变异、测序分析、转录调控、代谢研究、rna干扰等，力图打通多组学研究到临床应用的通道，推动多组学技术在医学转化上的应用。来自中国科学院上海生化细胞所的彭广敦教授分享了“空间转录组测序技术”精彩议题。本文生物谷小编为大家总结整理成文，共同学习进步。

近些年随着高通量测序、转录组、基因组、代谢组以及各种表观遗传组等组学技术的发展，现代医学越来越认识到个性化医疗或精准医疗在获得最佳的临床效果上具有重要深远的意义。许多疾病的发生是多因素的结果，多组学的联合应用特别适合在复杂系统中厘清出关键因素，即能覆盖到面，也能涉及到点，已经在提高临床治疗质量，降低医疗费用大显身手，未来必会在临床研究方面绽放出更为夺目的光彩，在精确筛选药物适应人群降低耐药性、寻找新的药物靶点、提高临床前诊断的准确率以及发掘新的治疗诊疗手段方面提供新思路、新方法和新成果。

空间转录组学技术是转录组学研究领域的新方向，也是研究细胞异质性方面的新方法。该技术通过整合与优化单细胞测序和激光显微切割技术，获得少量细胞转录组信息的同时可以保留细胞原有位置信息。

空间转录组学技术在复杂的生理、病理条件下研究不同位置区域细胞的异质性，特别是针对肿瘤和干细胞生物学，发掘具有独特分子特征的细胞群落，研究其对信号、药物和外界刺激的响应差异，阐释疾病发生的不同阶段和状态，细胞与细胞、细胞与环境的作用，离不开保留空间位置信息的高通量分析方法。为此，空间转录组技术基于激光显微切割与单细胞测序，实现了在组织上原位捕获细胞并进行转录组图谱绘制，具有高灵敏、高通量以及高可靠性等特点。

目前，geo-seq具有很好的可移植性，理论上处理好组织样品的保存与结构分辨，各种临床上的样本都能使用该技术。目前该技术也已成功应用于多项小鼠大脑发育、肝脏肿瘤学以及人精子发育异常等研究中，能够还原生理、病理状态下组织和器官层面重要的分子动态特征，并与临床医生已经开展了多项针对临床肿瘤样本的合作。

生物信息学在科学研究中的作用

生物信息在生物学研究上的应用主要包括在基因组学研究上的应用和在蛋白质组学研究中的应用。

1、在基因组学研究中的应用

基因组（genome）表示一个生物体所有的遗传信息的总和。一个生物体基因所包含的信息决定了该生物体的生长发育、繁殖和消亡等所有生命现象。

有关基因组的研究称为基因组学（Genomics），基因组学根据研究重点的不同分为序列基因组学（Sequence genomics）、结构基因组学（Structural genomics）、功能基因组学（Functional genomics）与比较基因组学（Comparative genomics）

2、在蛋白质组学的研究中的应用

在20世纪中后期，随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析，生生命科学的研究进入了分子生物学时代，而遗传信息载体DNA和生命功能的体现者蛋白质的研究，成为了其主要内容。

90年代初期启动的庞大的人类基因组计划，已经取得巨大的成在20世纪中后期，随着DA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析，生生命科学的研就，人类基因组序列草图绘制完成后，生命科学研究跨入了后基因组时代。

然而，人们清醒地识到基因仅是遗传信息的载体，而生命活动的执行者是基因的表达产物一蛋白质，它是生命现象复杂性和多变性的直接体现者。

扩展资料：

概括来说，现代生物信息学是以核酸和蛋白质等生物大分子数据库及其相关的图书、文献、资料为主要对象，以数学、信息学、计算机科学为主要手段，对浩如烟海的原始数据和原始资料进行存储、管理、注释、加工，使之成为具有明确生物意义的生物信息。

并通过对生物信息的查询、搜索、比较、分析，从中获得基因的编码、凋控、遗传、突变等知识；研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互关系；研究它们在生物体内的物质代谢能量转移、信息传导等生命活动中的作用机制。

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