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植物單細(xì)胞技術(shù)突飛猛進(jìn)

閱讀：647     發(fā)布時(shí)間：2020/7/1 16:31:07

 植物單細(xì)胞研究技術(shù)突飛猛進(jìn)

以往植物轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究通常是將植物整個(gè)器官或組織均質(zhì)化后測(cè)序，因此每個(gè)細(xì)胞對(duì)轉(zhuǎn)錄豐度的貢獻(xiàn)變得不可識(shí)別。這種方法雖然有助于在器官或組織水平上解決許多生物學(xué)問(wèn)題，但是無(wú)法了解發(fā)生在罕見(jiàn)細(xì)胞類(lèi)型或單個(gè)細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。在單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)出現(xiàn)之前，在植物中一般使用三種不同的方法來(lái)進(jìn)行單個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄分析：流式分選(FACS)、單個(gè)細(xì)胞類(lèi)型中分離標(biāo)記的細(xì)胞核(INTACT)和激光捕獲顯微切割(LCM)。流式分選前，需要植物樣本先制備成原生質(zhì)體然后熒光標(biāo)記不同細(xì)胞類(lèi)型。INTACT技術(shù)需要轉(zhuǎn)基因標(biāo)記特定細(xì)胞類(lèi)型的細(xì)胞核，通過(guò)免疫純化獲取特定標(biāo)記的細(xì)胞核，可以避免分離和機(jī)械純化整個(gè)細(xì)胞的需要。激光捕獲顯微切割則是根據(jù)細(xì)胞的形態(tài)特征切除特定類(lèi)型的細(xì)胞。然而，F(xiàn)ACS和INTACT這兩種技術(shù)都只能應(yīng)用于容易轉(zhuǎn)化的植物，從而限制了它們?cè)谄渌参镂锓N中的應(yīng)用。雖然激光捕獲顯微切割可以應(yīng)用于更廣泛的植物物種，但LCM和FASC一樣，樣本處理?xiàng)l件比較苛刻，需要高度復(fù)雜和昂貴的設(shè)備，只能獲得低于最佳產(chǎn)量和濃度的目標(biāo)細(xì)胞。
 
因此，采用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，是研究植物單細(xì)胞水平轉(zhuǎn)錄信息的有效技術(shù)手段。不過(guò)由于植物細(xì)胞周?chē)募?xì)胞壁聚合物和細(xì)胞大小的巨大差異，在植物中進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序明顯比在動(dòng)物中更具挑戰(zhàn)性，因此和腫瘤、免疫、發(fā)育等方向研究中單細(xì)胞測(cè)序的廣泛應(yīng)用不同，植物研究中單細(xì)胞測(cè)序應(yīng)用相對(duì)較少。
植物的根尖被切除后可以再生，為了確定是哪個(gè)發(fā)育過(guò)程介導(dǎo)了這種修復(fù)，作者將譜系追蹤、單細(xì)胞RNA測(cè)序和標(biāo)記分析相結(jié)合分析不同的組織重組模型。發(fā)現(xiàn)多種細(xì)胞類(lèi)型可以重建干細(xì)胞，顯示未經(jīng)處理的植物細(xì)胞的潛在潛力。在干細(xì)胞激活前再生細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組類(lèi)似于胚胎根祖細(xì)胞。再生缺陷在胚胎根中比在成年根突變體中更為嚴(yán)重。此外，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素信號(hào)域反映了它們的胚胎動(dòng)態(tài)，對(duì)這兩種激素的控制改變了新生組織和干細(xì)胞生態(tài)位marker的位置。
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