86 摘要 近年来，单细胞基因组学和转录组学已成为生物学研 究强大且必不可少的工具。单细胞研究的主要优势之 一是对重要的生物分子(例如DNA和RNA)进行公正的 全局(而不是针对少数目标分子)测量，同时能够保留 样本或种群的异质性信息。尽管单细胞基因组学平台 工具在对哺乳动物进行的生物学研究中产生了巨大影 响，但目前很少有人开发相应的平台用于海洋生物的 研究。吴教授建议组建一个多功能的微流体平台及必 要的分子生物学工具，用于剖析多样化的海洋生物。 她的研究目标是针对深海物种构建单细胞RNA-测序的 采样标准操作程序，并对多个深海物种行微流体高通 量单细胞RNA测序。 研究活動和進展 • 成功从深海蚬A. marissinica的冷冻标本中分离出单 细胞核，并进行高通量单核RNA测序(超过10,000个 细胞)，以评估鳃和足部细胞类型的异质性； • 成功地从其他几个原位固定的深海标本中分离出 完整的单细胞，并能够从这些细胞中获得完整的 转录组以进行单细胞测序； • 对香港独有的海胆( H. crassispina)进行单胚胎RNA 测序，以研究在海水酸化环境下胚胎发育过程中 的转录组个体差异； • 从头组装了H. crassispina的基因组和转录组。 主要發現 • 制定了针对深海样本处理、细胞分离及单细胞/单 核高通路测序的标准操作程序； • 从深海采集的A. mar i ss ini ca的冷冻样本生成了 A. marissinica的鳃和脚中的细胞类型图谱，并且能 够观测到蚬鳃细胞簇的转录组表达包含内与化能自 养细菌相关的代谢基因。进一步数据分析将更深入 的揭示这些细胞的异质性； • 我们发现在海水酸化环境下胚胎发育过程中，H. crassispina胚胎呈现父系特异性基因表达通路。 目 前正进行进一步的数据分析深挖该现象； • 首次生成了高质量的H. crassispina基因组和转录 组。 研究成果 发表文章 3 培养人才 5 對海洋生物進行單細胞處理和分析的新型基因組學和 轉錄組學技術 吴若昊教授 香港科技大学 图1. 深海生物细胞分离和测序的工作流程。 Smart-Seq2 bulk ands inglec ell 10Xg enomics Dounce homogenization Nuclei extract FACS sorting
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