2020年5月27日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》（IF=11.8）報(bào)道了我校生命科學(xué)學(xué)院?jiǎn)淘撇ǜ苯淌谘芯繄F(tuán)隊(duì)，利用三代測(cè)序高精度注釋早期小鼠胚胎轉(zhuǎn)錄組的最新研究成果。
小鼠早期胚胎是研究生命從受精卵到著床前囊胚的重要研究模型，其轉(zhuǎn)錄組、表觀(guān)修飾組（包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色體三維結(jié)構(gòu)等）已經(jīng)被科學(xué)家廣泛研究，以期揭示早期細(xì)胞命運(yùn)決定的奧秘。然而，早期的研究均利用二代測(cè)序完成，需根據(jù)Reference Genome對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和拼接，以獲得完整的基因組學(xué)信息，因此該方法得到的結(jié)果具有一定的局限性和不準(zhǔn)確性。
該研究中，研究人員利用基于SMART-Seq2的方法，優(yōu)化了樣本收集和cDNA擴(kuò)增流程，并獲得足量的cDNA進(jìn)行基于Pacific Biosciences平臺(tái)的三代測(cè)序，即單分子測(cè)序技術(shù)，該測(cè)序基數(shù)不需要經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增，實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一條DNA分子的單獨(dú)測(cè)序，因此不需要測(cè)序數(shù)據(jù)拼接即可獲得全長(zhǎng)的DNA序列。
最終，該研究完成了精子、卵細(xì)胞、合子、二細(xì)胞、四細(xì)胞、八細(xì)胞、囊胚共計(jì)七個(gè)樣本的三代測(cè)序，并同步進(jìn)行了二代測(cè)序。通過(guò)生物信息學(xué)分析，共計(jì)獲得了2280個(gè)潛在的全新轉(zhuǎn)錄本（非注釋區(qū)）和6289個(gè)新的剪切體（注釋區(qū)）。隨后對(duì)其蛋白編碼能力、保守性、組蛋白修飾在其啟動(dòng)子區(qū)的富集情況等，多維度證明了這些新轉(zhuǎn)錄本的可靠性，并獲得了上千個(gè)高可信度的全新轉(zhuǎn)錄本。同時(shí)，研究人員整合二代和三代測(cè)序數(shù)據(jù)，對(duì)以前的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，從而獲得了更為精確的轉(zhuǎn)錄組圖譜?；跀?shù)據(jù)挖掘，研究人員校正了小鼠Kdm4dl的編碼框，并且發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的lncRNA（XLOC_004958），這兩個(gè)基因均在二細(xì)胞期高表達(dá)。通過(guò)基于CRISPR/Cas9的基因敲除和顯微注射技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)基因均對(duì)囊胚的正常發(fā)育至關(guān)重要，基因敲除會(huì)導(dǎo)致胚胎異常發(fā)育。
小鼠早期胚胎基于三代測(cè)序的高精度轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
因此，本研究利用三代測(cè)序，高精度地注釋了早期胚胎發(fā)育的轉(zhuǎn)錄本及其表達(dá)譜，為早期胚胎發(fā)育領(lǐng)域提供了寶貴資源，為研究早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞命運(yùn)決定提供參考信息。
本研究由我校生命科學(xué)學(xué)院精準(zhǔn)基因編輯工程中心喬云波副教授研究團(tuán)隊(duì)，與軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所舒文杰教授團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所劉真教授團(tuán)隊(duì)合作完成。廣州大學(xué)為第一完成單位，我校碩士研究生林健香、武素素也參與了該工作。本工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金等的大力資助和支持。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16444-w
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