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醫學前沿!華大時空組學技術構建全球首個腦再生時空圖譜

簡介研究團隊基於華大自主研發的時空組學Stereo-seq技術,系統解析並比較了蠑螈腦發育和再生過程,並找到蠑螈腦再生過程中的關鍵神經幹細胞亞群,揭秘了此類幹細胞亞群重構損傷神經元的過程

如何修復神經元異常放電

日前,華大主導完成的首個蠑螈腦再生時空圖譜以背靠背封面文章的形式發表於頂級期刊《科學》(

Science

),這也是全球首個腦再生時空圖譜。研究團隊基於華大自主研發的時空組學Stereo-seq技術,系統解析並比較了蠑螈腦發育和再生過程,並找到蠑螈腦再生過程中的關鍵神經幹細胞亞群,揭秘了此類幹細胞亞群重構損傷神經元的過程。

針對蠑螈這種重要的模式生物的腦再生研究,找到起再生過程中的關鍵調控因素,未來也將為人類神經系統損傷或退行性疾病的修復開啟新的醫學思路。

醫學前沿!華大時空組學技術構建全球首個腦再生時空圖譜

Science

期刊封面上的

墨西哥鈍口螈

蠑螈腦再生研究,揭秘大腦進化與再生過程

研究團隊選用能夠進行脊髓、心臟和四肢墨西哥蠑螈為研究物件,透過

對蠑螈6個發育重要時期以及腦再生恢復過程的第2、5、10、15、20、30及60天共7個關鍵時間節點,進行奈米級解析度的拍攝,並系統對比各類神經元的分子特徵以及空間分佈動態變化,最終確定關鍵神經幹細胞亞群對腦再生過程起到重要的調控作用。

由於蠑螈的基因編碼序列與人類極其相似,對於蠑螈腦再生的研究發現,將在未來對人類神經系統損傷或癱瘓等退行性疾病的修復提供重要指導,人類再生醫學也即將迎來更快發展。

醫學前沿!華大時空組學技術構建全球首個腦再生時空圖譜

華大基因總部

自主研發時空組學技術,助推單細胞技術成果頻出

早在2021年,華大自主研發出能夠實現超高通量、超高精度的全景式時空轉錄組技術。該時空組學技術Stereo-seq是目前全世界唯一一項能同時實現“亞細胞級解析度”和“釐米級全景視場”的技術,並可以實現基因與影像同時分析。相較於其他技術,Stereo-seq具有亞細胞級的解析度、釐米級的視野、高靈敏度、最小的bin空間和高bin-to-bin的重現性等特點。對於研究時空組學與單細胞提供重要的技術支援。

短短半年內,華大憑藉該項時空組學技術,突破技術瓶頸,先後四次在《細胞》(

Cell

)、《自然》(

Nature

)和《科學》(

Science

)三大頂級期刊發表了時空組學與單細胞技術相關重大成果。4月初,華大在國際學術期刊《自然》(

Nature

)上線上發表全球首個非人靈長類動物——獼猴全身器官細胞圖譜。5月初,華大則完成了小鼠、斑馬魚、果蠅、擬南芥的全球首批生命時空圖譜。未來,華大仍將聚焦時空多組學技術,探究更多器官、物種的發育和再生過程,積極找到再生過程中的關鍵調控機制,助力人類再生醫學的發展。

新技術的發明為人類研究生物學問題提供了更多更新的角度,能夠引領更廣泛的科學探討,華大始終堅持科技創新為核心驅動力,不斷創新基因測序技術,為精準醫學等領域提供更多技術支援。

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