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近日,《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了上海海洋大学陈良标和胡鹏团队的一项成果。研究团队成功在活体鱼类胚胎中实现了单细胞新生RNA测序技术的系统优化和应用,首次实现了对“合子激活”阶段新转录基因的高灵敏度、高准确性检测。这项技术突破不仅打开了研究生命起源奥秘的新窗口,也为水产育种的基因精准设计提供了重要工具。

胡鹏教授曾在博士后期间参与开发了检测新合成RNA的前沿技术-单细胞新生RNA测序技术(scNT-seq)。此次研究中,团队围绕鱼类胚胎模型,开展了系统性优化。一方面实现系统评估标记方法。研究团队对10种主流RNA化学转化方法进行了系统筛选,并在超过5万个斑马鱼细胞中测试。最终发现,基于mCPBA/TFEA的“on-beads”转化方案,能实现超过8%的T-to-C替换率,表现远优于传统“体内标记”(in-situ labeling)方法,在信号强度和RNA质量上均表现卓越。另一方面,精准标记新合成RNA。团队在模式鱼类-斑马鱼受精卵的一细胞阶段显微注射4-硫尿苷(4sU),实现了对合子新转录RNA的高效标记,犹如在新产生的RNA上做下特殊标记,便于后续识别。

研究实现了诸多突破。首先,检测灵敏度大幅提升。优化后的方法能在海量母源RNA背景下清晰捕捉新合子RNA信号。其次,母源和合子RNA实现精准区分,通过计算新RNA占比,精确判定哪些基因是胚胎合子激活的。最后,发现更多关键基因。相较以往,本研究识别出更多此前未被报道的合子激活基因,并通过原位杂交实验验证其在整胚中的表达模式。


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