单细胞多组学：未来生物研究的新宠？

单细胞多组学：未来生物研究的新宠？

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1.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/614198316

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https://m.medsci.cn/article/show_article.do?id=4dba85e7140f

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https://news.pku.edu.cn/jxky/b38bbfae493049e7be62bc58e6fe61ca.htm

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https://manu56.magtech.com.cn/kxgc/article/2022/1673-5668/1673-5668-17-1-1.shtml

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https://html.rhhz.net/dejydxxb/html/2024/2/20230446.htm

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https://news.bioon.com/article/49fc82803048.html

近日，《自然》子刊发表了一篇题为“The technological landscape and applications of single-cell multi-omics”的综述文章，详细介绍了单细胞多组学技术的发展及其在生物医学研究中的应用。这一技术突破有望为生命科学研究带来新的革命。

传统的单细胞测序技术通常只能检测单一组学层面的信息，如基因组、转录组或表观基因组。而单细胞多组学技术则能够同时分析多个组学层面的数据，包括基因组、表观基因组、转录组、蛋白质组等，从而更全面地揭示细胞内的分子调控机制。

北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬课题组最新开发的scNanoCOOL-seq技术，整合了三代测序平台（单分子测序平台）和scCOOL-seq原理，能够在单个细胞中同时精准检测基因组（拷贝数变异）、DNA甲基化组、染色质可及性以及转录组等多个组学层面的信息。与传统的二代测序平台相比，该技术的测序读长从300bp提升至900bp，能够更完整地覆盖CpG岛和基因启动子区域，为研究表观遗传修饰提供了新的机遇。

单细胞多组学技术在生物医学研究中展现出广阔的应用前景。例如，在细胞谱系追踪方面，该技术能够同时分析基因组变异和表观遗传修饰，帮助研究人员更准确地追踪细胞分化路径。在组织特异性和细胞特异性图谱制作方面，单细胞多组学技术能够揭示不同细胞类型之间的分子差异，为理解组织功能和疾病机制提供重要线索。

此外，单细胞多组学技术在疾病研究中也展现出巨大潜力。例如，通过同时检测DNA甲基化和染色质可及性，研究人员可以更深入地理解肿瘤细胞的异质性和耐药机制。在神经科学领域，该技术能够揭示不同神经元亚型的分子特征，为研究神经系统疾病提供新的视角。

尽管单细胞多组学技术展现出巨大的应用潜力，但仍面临一些挑战。首先，数据质量和通量问题亟待解决。目前的单细胞多组学技术在测序深度和细胞通量上仍存在局限，难以满足大规模临床研究的需求。其次，数据分析和整合的复杂性也是一个重要挑战。多组学数据的整合需要开发更先进的计算方法和算法，以实现跨组学层面的信息融合。

然而，这些挑战并未阻碍单细胞多组学技术的发展步伐。国家自然科学基金对相关研究给予了大力支持，我国在该领域的论文和专利数量已占据优势地位。随着技术的不断优化和成本的降低，单细胞多组学技术有望在精准医疗和基础研究中发挥越来越重要的作用。

单细胞多组学技术作为生命科学研究的新宠，正在以前所未有的深度和广度揭示细胞异质性和分子调控机制。随着技术的不断发展和完善，我们有理由相信，这一技术将为生物医学研究带来新的突破，为疾病的精准诊断和治疗提供新的思路和方法。