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  在一个细小细胞里终究有多少DNA正在“作业”？单细胞又是怎么决议自己命运的？清华大学根底医学院沈晓骅课题组初次完成对单个细胞内基因转录活动的精准捕捉与实时观测，相关研讨成果近来在线发表于世界期刊《细胞》。

  在高级真核生物中，同一个基因组可“读出”数百种，乃至上千种不同的细胞类型。基因经过转录生成RNA（核糖核酸），不只辅导蛋白质组成，也参加调控染色质和细胞核结构。尽管编码蛋白质的mRNA只占基因组约2%，但超越98%的基因组区域并不编码蛋白质，却或许被转录生成非编码RNA。这类非编码RNA一般水平低、随机性强、半衰期短，大多停留在细胞核内，了解重生RNA的发生和调控，对提醒基因组怎么驱动多样化的细胞命运具有极端重大意义。

  “咱们提出了一套‘抓活的基因产品’技能办法。”小组成员介绍，“它的中心立异在于像是为细胞装上高清‘显微镜’相同，经过给重生RNA打上特别符号，直接在细胞核内进行捕获和测序。”他进一步解说，与传统办法比较，该技能具有三大优势：精准捕获RNA开始信息，不遗失要害片段；有用保存未加工RNA，实在反映基因作业状况；简直无DNA污染，成果愈加牢靠。

  使用该技能，团队在胚胎干细胞、改造过的胚胎干细胞、脾脏细胞、胚胎成纤维细胞等四种细胞中进行试验发现，即使是最活泼的胚胎干细胞，一起作业的基因也不到基因组的3.1%。“相当于一本1000页的书细胞同一时间只翻了31页。”小组成员解说，“这表明单细胞转录极端稀少、随机且异质，集体剖析往往掩盖了此类细胞间差异。”

  此外该研讨还提醒了非编码RNA在细胞命运决议中的及其重要的效果。研讨之后发现，占基因组98%的非编码区域并非以往以为的“暗物质”，它们表现出高度活泼且随机的转录特征。基于此，团队提出“重生转录多样性”概念，用于辨认瞬时、不稳定的细胞状况，这类细胞在稳态转录组中差异不明显，却在重生转录层面一起转录更多蛋白编码基因和非编码单元，反映出细胞在动态过渡阶段更强的命运可塑性。

  该研讨不只在技能上完成了单细胞重生转录的精准丈量，也在理论层面回应了中心问题：非编码“暗物质”的转录活动及生命调控的概率实质，经过定量提醒了重生转录的稀少性和异质性，突破了稳态转录组的限制，为打破既有生物学范式，了解基因调控和细胞命运决议，供给了全新结构，为再生医学、癌症研讨供给了新思路。