Week28 — 单细胞RNA-seq揭示哺乳动物细胞中动态的、随机的单基因表达

Week 29: 2018— 11.26-11.30
Title: Single-Cell RNA-Seq Reveals Lineage and X Chromosome Dynamics in Human Preimplantation Embryos
DOI (url) : 10.1126/science.1245316
Public Date： 2014 Jan 10
Journal： Science
Key word： scRNA-seq, monoallelic gene expression

概要

这是14年发表在Science上的文章，当时算是较早的通过单细胞RNA测序探究二倍体细胞群体的等位基因表达模式。用的模型是包含CAST/EiJ×C57BL/6混合背景的鼠的植入前胚胎，发现常染色体基因有12-24%的单等位基因表达模式，而且这种单基因表达模式是动态、随机的出现。同时他们在成熟的肝细胞中也发现相似的单等位基因表达模式。另一方面他们的研究结果也证明了父本X染色体的从头失活。

结果

用scRNA-seq重新构建植入前胚胎的谱系发育
用的是Smart-seq/Smart-seq2 测序， 由于单细胞转录组测序的方法会造成随机丢失RNA种类的偏差，所以他们溶解单个细胞，并将裂解液等体积均分（这里的原理没搞明白），然后建库测序。图A是PCA分群，图B表示受精卵、早期2细胞只包含母本的RNA, 然后母本RNA的比例逐渐降低，在4细胞时期占1/2。

父性x染色体的从头失活
女性的父本X染色体（Xp）的激活与常染色体相似，重新失活发生在4细胞时期，表明Xp的失活不是遗传的，也不是pre-inactivated Xp的一个传播扩散，它是在特定时期启动的从头失活。

等位基因转录模式的定量特征
这一部分没看懂，文章中是说根据单个RNA分子稳定的水平推测60%的 ployA RNA丢失，然后有在每个split-cell 实验中平均17%的基因是单等位基因表达。

4细胞到晚期囊胚期单基因表达的平均比例在12-24%

成熟细胞中单等位基因表达模式
除了在胚胎细胞中观察到这个现象外，他们还在成熟分化的细胞中进行了探究，选用的是体内的肝脏细胞，并用肝组织提取的RNA做对照。

讨论

这篇文章的主要结论就是他们用sc-RNA-seq揭示了哺乳动物细胞中单等位基因的表达模式，以及动态和随机的特性。
但是这篇文章看完之后对他们的探究推理方法和实验思路仍然不理解，不知道他们为什么得出这样的结论。可能是遗传学基础背景知识薄弱。