科学家想创建人体细胞超级精确3D地图:进展如何了

来源:未知 编辑:渭南科普2018-04-25 18:07
  

  4月24日消息,据史密森学会网站报道,大部分人都听说过人类基因组计划,这是当年的一项跨国跨学科的科学探索工程,并在2001年发布了人类基因组精细图谱及初步分析结果。而人类细胞图谱计划(Human Cell Atlas)同样是一项规模宏大的国际合作项目。目前进展如何了?

  人类细胞图谱计划涵盖了185个项目,超过480名科学家正参与其中,最终目标是通过测序来自所有组织、器官和系统的至少100亿个细胞,对构成人体中大约37.2万亿个细胞进行分类。通过研究每个细胞的遗传特征,研究人员希望能够更好地理解细胞的工作原理。

  这项计划目前进展顺利。研究团队发布的最新数据集涵盖了53万个免疫系统细胞的详细信息。

麻省理工学院布罗德研究所的研究者正对来自人类脐带血和成人骨髓的细胞展开研究。然而,对数千个单独细胞进行测序的任务并非易事。研究团队利用新型的计算方法处理测序数据并快速鉴定细胞类型和不同细胞的基因指纹。他们的研究对象还包括细胞的发育。

  科学家们把这些新计算方法用于处理四名成年患者的22.4万个骨髓细胞。这一数量大约是迄今大多数细胞测序实验所处理的细胞量的100倍。该团队也测序了类似数量的取自脐带血的细胞。

  研究团队成员丹尼尔·迪翁(Danielle Dionne)表示,“收集和处理50万个免疫细胞是项艰巨的任务,需要跨多个专业领域的团队密切协调及合作”。

  研究团队此前公开的两套细胞图谱数据分别针对含2000个人类脾脏细胞的样本以及6639个小鼠淋巴结细胞的样本。最新发布的53万个免疫细胞的数据集在规模上更为庞大,而且该团队很快将公布规模上翻了一番的新数据集——108万个来自脐带血和骨髓的细胞以及白血细胞。该研究的一名合作者还测序了另外25万个人类的发育细胞,但尚未公布数据。

  总而言之,这些数据为最终目标——分析100亿个细胞——迈出了坚实的第一步。研究团队的最初目标是制定一份详细剖析3000万个至1亿个细胞的图谱初稿。

  人类细胞图谱计划将完成三大目标。首先,创建超级精确的3D地图,显示不同细胞类型在人体内的位置。第二,揭示每个细胞内哪些基因是活跃的,从而帮助研究者了解人体组织的遗传发育和运作。第三,这项计划有望揭示人体的新组织。

  迄今为止,研究者已确定大约300种不同类型的人体细胞,包括脂肪细胞和神经元等细胞。但近几年,分子分析帮助研究者发现了此前忽略的组织类型,包括两种视网膜细胞和一种免疫细胞。这种免疫细胞可产生具有免疫抑制作用的类固醇。

  细胞图谱计划很可能将揭示更多的新型组织类型。英国桑格研究所的迈克·斯图宾顿(Mike Stubbington)表示,“我们会发现一些期待中的东西、我们已知会存在的东西,但我确信还将发现一些全新的东西。我认为将会有惊喜。”他是该计划的主要合作者。

  该计划的最终目标是加速世界各地的医学研究者和生物学家的研究进程,他们将利用这些信息来研究细胞发育,并研发具有高度针对性的药物和治疗方案,最终开创全新的精准医学时代。(惜辰)

(责任编辑:渭南科普)