云南十里香茶树空间转录组测序研究

近年来,云南大叶种茶和古茶树资源备受关注,而对于云南小叶种茶树资源研究报道较少。十里香茶树品种是云南特有的小叶种茶树资源,品质独特且饮用历史悠久。空间转录组技术作为一种新兴的基因表达分析技术,目前尚未见在茶树资源应用上的文献报道。利用空间转录组测序技术对十里香茶树嫩芽的基因表征情况和空间调控机制进行研究,结果显示,Spot聚类分析识别嫩芽细胞类型,划分为13个不同细胞类型cluster,构建空间转录组图谱,观察到不同细胞类型cluster在嫩芽的两种发育时期的空间表达位置存在差异,呈现空间异质性。进一步鉴定不同细胞类型cluster中的差异基因,主要以抗逆胁迫、生长发育调控为主,抗逆胁迫代表性基因为LOC114312694、 LOC114319171、 LOC114320792、 LOC114287723、 LOC114284011、LOC114289235,生长发育代表性基因为LOC114263486、LOC114320821、LOC114292779、LOC114321117、LOC114286858;并绘制空间分布图,发现这些抗逆胁迫和生长发育基因在幼叶中高表达,这说明在嫩芽发育的早期阶段,其在抗逆胁迫和生长发育调控方面发挥重要作用。GO与KEGG富集分析发现,十里香茶树嫩芽的差异基因涉及多个重要通路,如翻译、茉莉酸信号调控、钙离子结合、植物激素信号转导等,这些都与茶树生长发育紧密相关。此研究结果可为十里香茶树发育生物学提供一定的科学依据,同时也为其他茶树资源的研究提供一种新的思路。

单细胞测序和空间转录组技术在口腔医学的应用进展

单细胞测序和空间转录组技术在生命科学领域的应用是近年的研究热点,通过联合单细胞测序及空间转录组技术,能够在单细胞水平揭示细胞特定空间位置上的信息,以进一步探究疾病发生发展的机制及疾病的防治。在口腔医学领域,这一技术已被应用于口腔组织干细胞、口腔组织发生发育、口腔微生物及各类口腔疾病的研究中。该文阐述了单细胞测序和空间转录组技术在口腔领域的应用进展并展望两者联合应用的前景,以期为口腔疾病的诊疗提供新思路。

空间转录组技术在子宫内膜异位症免疫微环境研究中的应用前景

子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是育龄期妇女常见疾病,发病机制尚未明确。该病有着独特的类肿瘤表现,由细胞成分(如巨噬细胞、自然杀伤细胞和T淋巴细胞等)和非细胞成分共同构成的免疫微环境在异位病灶的发生发展中起重要作用。空间转录组技术作为一项近年来研究多种细胞间相互作用以及细胞空间连接的新技术,不仅可以描绘免疫微环境的整体图景,还可以用于探究免疫细胞在微环境中的动态发展和空间特异性。因此,空间转录组技术为EMs免疫微环境的深入探究提供了新技术和新思路。

空间转录组技术的进展及其在骨研究中的应用

骨组织中细胞的结构和功能异质性与其空间位置密切相关。空间转录组(spatial transcriptomics)技术能够同时获得组织内空间单元的位置信息和转录组变化。近年来,空间转录组技术的迅速发展使组织器官的高分辨率和高通量转录组分析得以实现,并不断应用于骨骼系统的研究中。本文就空间转录组技术的进展及其在骨研究中的应用作一综述。

空间分辨代谢组学在疾病诊断研究中的应用进展

基于质谱成像技术发展而来的空间分辨代谢组学,能够直接对动植物组织或细胞中的代谢产物进行原位定性、定量,以及借力图像整体或局部特征对代谢物进行结构、含量、时空动态变化及其空间分布定位分析,识别潜在可靠的生物标志物。该技术具有高灵敏度、高分辨率、高可视化性以及无需标记等优点,已被越来越广泛地运用在临床疾病诊断与研究中。本文主要总结了近年来空间分辨代谢组学的技术发展,阐述其在肿瘤、神经精神疾病、糖尿病等疾病中的应用进展,旨在为空间分辨代谢组学在疾病诊断中的应用提供借鉴和参考。

2023年度肿瘤单细胞与空间多组学研究进展盘点

单细胞组学技术能从单细胞分辨率解析瘤内异质性和细胞间交互,空间组学技术则从空间维度探究异质性与肿瘤微环境。因此,单细胞与空间多组学技术在肿瘤研究中具有不可替代的优势。本文针对2023年单细胞与空间多组学技术在肿瘤细胞图谱、肿瘤异质性和微环境及临床应用与药物研发的研究进展进行盘点,并尝试分析目前仍面临的挑战,以期对本领域研究者提供帮助。

空间转录组技术解析大脑皮层分子特征

随着对自我认同、意识、情绪等脑认知问题,以及对如抑郁症、老年痴呆症等脑疾病的关注度大幅度提高。解析大脑皮层不同脑区的细胞类型及其组织架构,是理解大脑神经元及神经网络工作原理的必经之路。哺乳动物的大脑皮层发挥着感知认知、意识运动、学习记忆等多种功能,这主要靠不同脑区复杂的神经元连接发挥着作用,要了解其中的机制,解析大脑皮层不同脑区的细胞类型组成是最基本的研究工作。随着高通量测序技术的发展,尤其是2020年华大基因公司发布的空间转录组测序技术的诞生[],使得大脑的细胞研究从化学和物理水平向生物分子水平跨越了一大步。

高通量单细胞及空间转录组技术在肝脏疾病中的应用

肝脏是人体重要的免疫器官,在检测、捕获、清除病原体和外来抗原中发挥着重大作用。本文主要简述高通量单细胞及空间组学技术解析肝脏在感染性疾病中的应用。随着高通量单细胞技术的发展,现在可以在单细胞水平上破译复杂器官和疑难疾病的异质性、分化、细胞间通信等,从而认识到过去未知的致病途径和疾病机制,有利于开发新的治疗靶点。并且随着技术不断成熟,单细胞转录组可以和空间转录组学、表观遗传组、蛋白组、代谢组、微生物组以及临床数据进行整合分析,有益于将患者分层并进行精准治疗。

空间多组学技术在肿瘤研究中的应用进展

空间多组学技术是一种综合性的研究方法,旨在结合多个分子组学层面与组织的空间信息,以便更全面地理解生物体内分子之间的相互作用和空间分布[1],揭示生物系统的复杂性和多样性[2]。肿瘤组织在空间上表现出多种类型和状态的异质性。空间多组学技术可以帮助确定不同细胞类型的分布及其在肿瘤组织中的相互作用,有助于了解肿瘤的细胞进化和分化过程,揭示肿瘤内部的多样性[3-5]。通过揭示分子的空间分布和相互作用,可以获得更准确、更全面的肿瘤生物学特性,指导探索肿瘤发病机制、分析潜在治疗靶点、研发新药。

Wi-Fi 6中基于空间复用组的高信道利用率方案

针对802.11ax协议中使用空间复用组(SRG)时存在因基本服务集(BSS)颜色选择重复而误判成员的问题,通过在HE SIG-A字段中增加扩展服务集(ESS)颜色标识,实现了对数据包是否来自SRG成员的准确判断.并设计了SRG动态加入方案(DSRG),对于给定的BSS,其周围第1圈同信道的且属于相同ESS的BSS以一定概率成为其DSRG成员,同时,对于其第1圈同信道但不同ESS的BSS则采用相对较大的载波侦听阈值.实验结果表明DSRG可以提高最大同时发生数目或吞吐率近15%,因此所提方案可在实际中使用并提高信道利用率.

空间金属组学与空间代谢组学助力碎米荠富硒机制研究

碎米荠(Cardamine violifolia)是我国发现的一种能富集硒的草本植物,植株中硒含量可达几千mg·kg-1。硒不是植物必需元素,因此研究碎米荠对硒的富集机制有利于探究植物解硒毒机制,同时也为利用富硒碎米荠做富硒原料打下良好基础。本研究首先利用ICP-MS、HPLC-ICP-MS、同步辐射XRF及同步辐射XAS等技术对富硒碎米荠植株中不同部位的硒含量、形态、分布及化学种态进行了研究。

单细胞转录组和空间转录组技术及其在畜禽中的应用

转录组是研究细胞表型和功能的重要手段。单细胞转录组测序(Single-cell RNA-Sequencing,scRNA-seq)技术构建了每个细胞的表达谱,充分反映细胞的异质性;空间转录组(Spatial Transcriptomics,ST)技术能解析三维空间上的细胞表达信息,进一步推进对组织原位细胞真实基因表达的研究;2项技术结合可构建起具有高分辨率和多维度的细胞表达图谱。目前,这2项技术已在众多生物学研究领域得到应用,但在畜禽上仍处于起步阶段。本文介绍了scRNA-seq技术和ST技术的基本原理、检测和分析方法,并综述了2项技术在牛、猪、羊和鸡等畜禽上的研究应用,为今后更多地在畜禽上应用单细胞转录组和空间转录组测序技术提供参考。

基于空间滤波器组典型相关分析的SSVEP信号处理

稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)作为一种特征较为明显的脑电信号,有着训练迅速、数据集要求少、分类准确率高等优点,近年来广受关注。SSVEP信号采集的过程中会受到环境、设备、人工操作等因素的影响,因此模型对不同信噪比信号的稳定性显得尤为重要。本文提出一种空间滤波器组典型相关分析模型,在原始信号、人工合成信号、平均特征信号三者之间提取四种空间滤波器用于后续分类,并将该模型与另外四种模型在不同信噪比情况下进行对比分析。六组低信噪比数据集为采集数据、六组高信噪比数据集为清华数据集,实验证明该模型在使用高低信噪比数据时均有优秀的分类性能,最高可达99.24%,且对不同数据长度有较高鲁棒性,同时信息传递速率(Information Translate Rate,ITR)最高可达105.1bits/min。

空间组学技术在医学研究中的应用进展

空间组学技术是现代热点生物技术,其应用领域广泛,影响力也日益剧增。本文介绍了空间代谢组学技术、空间蛋白质组学技术、空间转录组学技术的概念,以及它们分别在药物靶点分析、组织空间分布和细胞空间定位上的技术特点。并进一步重点阐述了这几种空间组学技术在代谢性疾病、肿瘤疾病,和传染性疾病中的最新研究进展。面对人工智能时代,空间组学技术有望对人类研究和治疗疾病提供有力的技术支持。

空间转录组技术在消化系统肿瘤研究中的应用进展

空间转录组技术是基于组织成像和RNA测序的高通量测序技术,其在定量检测基因表达水平的同时能够获取空间位置信息。近年来,空间转录组技术逐步提高检测细胞通量、技术灵敏度和可行性,在肿瘤学、神经科学和发育生物学等领域广泛应用。在消化系统肿瘤中,空间转录组技术的应用可以更深入地阐明其恶变机制,评估诊治策略与预后。本文将概述常见空间转录组技术的原理和特点,归纳其在消化系统肿瘤中的应用及其应用前景和发展方向,以期促进空间转录组技术的发展和消化系统肿瘤精准诊疗。

空间多组学技术进展及其在消化系统肿瘤中的应用

空间多组学技术包括空间转录组学、空间蛋白质组学和空间代谢组学等技术。相较于传统测序和单细胞组学,空间多组学保留了重要的分子空间位置,多维度揭示分子间相互作用及功能状态。在肿瘤学领域,空间多组学技术能将肿瘤细胞及其间质二维结构分辨至细胞以及亚细胞水平。空间多组学技术将推动抗肿瘤药物精准选择、给药方式优化、治疗反应监测以及耐药机制探索等多个研究方向,辅助肿瘤精准诊疗。本文概述了空间多组学技术的发展历史,对空间多组学技术进行了分类,总结了各类方法的代表性技术手段及检测原理。列举了空间多组学技术在消化系统肿瘤中的研究及应用,并对其未来的发展进行了展望。

空间表达变异基因识别方法及其在肿瘤异质性研究中的应用进展

空间表达变异基因的识别是阐明空间转录组学的基础。空间表达变异基因的分析需应用空间转录组数据相关公共存储库和计算技术。本文综述空间转录组学应用于空间表达变异基因识别的计算方法,阐述空间表达变异基因识别在肿瘤异质性研究中的应用进展,以进一步理解驱动肿瘤异质性发生发展的分子机制。

单细胞转录组测序联合空间转录组测序在纤维化疾病研究中的应用进展

单细胞转录组测序联合空间转录组测序可解析组织内每一个细胞的转录组表达谱和空间位置信息,有助于探究细胞的基因表达水平和组织的三维重建,解读细胞异质性,理解细胞间的联系和相互作用,对于深入探讨疾病发生和发展的细胞与分子机制具有重要意义。纤维化疾病累及全身多个器官,病程极为复杂,缺乏有效的抗纤维化治疗方法,因此仍需加强对此类疾病的全面认识。近年来,单细胞转录组测序联合空间转录组测序已应用于纤维化疾病的病理生理机制研究中,取得了较多进展。本文简要介绍单细胞转录组测序联合空间转录组测序技术,并对其在纤维化疾病研究中的应用进展作一综述。

用于空间分辨转录组学数据分析的统计方法

近年来,空间转录组学的发展使得对细胞转录组及其空间位置进行多重分析得以实现。伴随着实验技术能力与效率的日益提升,发展分析方法的要求也逐渐显现。生成空间分辨转录组(SRT, Spatially Resolved Transcriptome)数据的技术正在迅速改进,并应用于研究各种生物组织。研究空间定位基因表达如何为不同组织发育提供新的见解是至关重要的。我们回顾了用于分析不同SRT数据集的可用包,重点是识别空间可变基因(SVGs, Spatially Variable Genes)。另外,在测序方案不断开发的过程中,有必要对现有分析方法中的基本假设进行重新评价与调整,以便使用越来越复杂的数据。为启发和协助今后模型开发工作,这里将对空间转录组学统计学习方法研究新进展进行综述,归纳出有用资源并介绍今后的挑战与机遇。

空间低冰点推进剂发动机宽温域工作特性研究

空间双组元发动机采用MON-25/MMH低冰点推进剂具有低温环境工作优势。对深空探测40 N低冰点推进剂发动机开展地面热试车,研究了不同推进剂温度(-35~25℃)和室压(1.6~2 MPa)下的发动机工作特性,并与NTO/MMH常规推进剂进行比较。结果表明,在推进剂宽温域内,发动机能在额定工况下(混合比=1.65,室压=1.8 MPa)正常地稳态和脉冲自燃点火工作,其燃烧室效率和喉部温度随着推进剂温度降低而轻微地下降。发动机以12~60 ms脉宽持续脉冲工作时产生平均室压冲量为0.021~0.127 MPa·s,各室压波形完整、一致性较好,且基本不受推进剂温度变化影响。与常规推进剂相比,低冰点发动机的燃烧室效率降低了约1%,开机响应时间延长了近3 ms,且存在室压波动幅度增大现象,由于高饱和蒸气压的MON-25喷注气化引起雾化和燃烧过程脉动。室压波动特征频率在150~350 Hz内变化,通过提高室压、降低推进剂温度等抑制气化的方法能有效地减弱波动幅度至常规推进剂水平,并使特征频率消失。