單細胞RNA定序 從「基因表現」解人類大腦演化之謎

2020/06/08
單細胞RNA定序 從「基因表現」解人類大腦演化之謎
近日,一群由俄羅斯、中國、德國和瑞士科學家組成的研究團隊,首次利用「單細胞RNA定序」(sNuc-seq)技術,研究人類和黑猩猩等靈長類腦中的33個腦區,並藉此了解演化中「組織結構改變」與「細胞內基因

單細胞RNA定序 從「基因表現」解人類大腦演化之謎 (圖片來源:網路)

2020.06.08環球生技雜誌/記者 巫芝岳 編譯

近日,一群由俄羅斯、中國、德國和瑞士科學家組成的研究團隊,首次利用「單細胞RNA定序」(sNuc-seq)技術,研究人類和黑猩猩等靈長類腦中的33個腦區,並藉此了解演化中「組織結構改變」與「細胞內基因表現改變」彼此間的來龍去脈。該研究發表於期刊《Genome Research》中。

這項研究由俄羅斯Skolkovo科學與科技研究所(Skolkovo Institute of Science and Technology)的教授Philipp Khaitovich領導;研究團隊從人類、黑猩猩、獼猴和倭黑猩猩的33個腦區中,共採集了422個大腦樣本。

為了研究特定腦區的特定基因表現,研究人員用sNuc-seq的技術,共分析了88,047顆細胞,以了解在靈長類演化過程中,人類的大腦細胞究竟有哪些特殊部分經歷了快速的演化。

這些快速演化的腦區,除了包括大腦皮層、海馬迴、灰質、白質等部位外,在神經膠質細胞中,相較於其他靈長類,人類的寡樹突膠細胞(oligodendrocyte)、與星狀膠細胞(astrocyte)在演化過程中,甚至比神經細胞變化更大。

該論文的第一作者Ekaterina Khrameeva表示,他們並非第一個研究大腦中基因表達的科學家。「組織結構改變」和「細胞內基因表現改變」在演化上都是可能發生的,然而過去科學上對這兩者之間的關聯了解仍相當有限。

而這組跨國的研究團隊,透過sNuc-seq的技術,終能更好地瞭解基因表現與組織結構改變,在演化過程中的來龍去脈。

研究團隊表示,透過大量組織與單細胞定序的結果,相較於傳統的RNA定序方式,能多偵測到多達三分之二演化上細胞類型的差異。

參考資料:

1. 論文原文:https://genome.cshlp.org/content/30/5/776.full

2. https://eurekalert.org/pub_releases/2020-06/sios-sma060420.php