通过单细胞RNA测序的突破推进植物生物学

单细胞RNA测序(scRNA)的最新突破，例如最近开发的“RevGel-seq”方法，彻底改变了植物细胞分析。该技术独立于特殊仪器，简化了流程并解决了原生质体分离的挑战。

现在，一个跨国研究小组回顾了植物scRNA测序的这一进展以及其他最新进展，旨在为促进针对不同植物样品适当选择scRNA方法提供指导。他们的评论文章发表在《BioDesignResearch》杂志上。

在植物生物学领域，了解单个植物细胞的复杂性一直是一项复杂的挑战，特别是由于这些细胞被刚性细胞壁包裹的独特结构。这一挑战反过来又阻碍了完整细胞核或原生质体的分离，而这对于深入分析至关重要。

现在，虽然传统的RNA测序在帮助研究人员了解植物细胞的复杂性方面发挥了重要作用，但单细胞RNA(scRNA)测序的发展使我们对植物生物系统的理解和分析取得了突破性进展。

此外，scRNA测序的其他技术进步，例如细胞分离方案、文库制备和测序技术的开发，进一步增强了研究人员克服植物特异性分析挑战的能力。尽管过去的研究回顾了scRNA测序的实用性和实际适用性，但没有多少研究尝试研究scRNA测序的技术发展。

在最近的评论文章中，研究人员全面研究了植物系统生物学的最新进展和范式转变。植物系统具有复杂的细胞结构，需要创新的方法来解开隐藏在植物细胞内的秘密。该综述涵盖了scRNA技术的最新发展，并讨论了该领域的挑战和未来的潜在机遇。

该综述首先讨论了单细胞转录组学中常用的方法，包括实验和计算部分，并详细阐述了scRNA测序的一般工作流程。鉴于原生质体制备和细胞核分离方法的挑战和局限性，微流控平台的使用为单细胞分离、分离和分析提供了主要工作流程。

虽然用于植物scRNA测序的原生质体和细胞核之间的选择取决于研究目标，但该评论敦促研究人员在确定最重要的选择时，仔细考虑多种因素的选择，例如研究目标、植物物种和其他权衡。合适的方法。

然后，该评论涉及scRNA测序文库构建和测序方面的进展，重点介绍了NexteraXTDNA文库制备试剂盒、BDRhapsody系统和Illumina测序技术等重大成就。接下来，研究人员讨论了scRNA测序涉及的多个步骤，然后继续讨论scRNA数据库的最新发展。

例如，PlantscRNAdb是为分析植物中的scRNA-seq数据而开发的，包含26,326个标记基因。另一方面，植物细胞标记数据库包含6个植物物种22个组织中263种细胞类型的81,117个细胞标记基因。

然后，作者讨论了研究人员为解决植物scRNA数据库的局限性而做出的改进，例如“scPlantDB”，这是He等人创建的综合数据库，涵盖17个植物物种的约250万个细胞。

研究人员继续讨论scRNA测序在植物系统生物学中的应用，并详细阐述了scRNA测序如何用于在细胞水平上研究植物生物学，揭示植物发育的分子机制、植物对生物和非生物胁迫的反应、植物表观遗传调控、细胞命运决定和器官发生等。

在讨论scRNA测序进一步发展的挑战和潜力时，研究人员强调了最近的一项突破性进展，旨在优化原生质体分离方法并在不同实验室建立标准化的单细胞RNA测序(scRNA-seq)流程。

该开发采用多方面的方法，寻求将创新的scRNA-seq技术与传统方法相结合，以应对复杂的植物细胞世界。样品制备成为一个细致的过程，重点关注酶处理持续时间、温度和渗透势等变量。

值得注意的是，该研究探索了新颖的scRNA-seq技术，包括RevGel-seq，这些技术最初是为动物系统开发的，但现在引入了植物研究领域。

橡树岭国家实验室本次综述的首席研究员杨晓寒博士解释说：“RevGel-seq是scRNA-seq方法中最近取得的一项突破，它确实是一个游戏规则改变者。与依赖于特定特异性的传统方法不同在样品制备过程中，RevGel-seq与单细胞RNA仪器一样，对细胞条形码珠复合物进行操作。

“这种创新的人类和小鼠细胞scRNA-seq样品制备方法不仅方便而且高效。”

RevGel-seq还消除了对特定仪器的需求，为不同时间或地点的样品采集和处理提供了灵活性。不用说，结果超出了预期，展示了RevGel-seq重塑植物研究中单细胞RNA测序方式的潜力。

本综述中列出的最新进展对植物生物学的未来具有重大影响。虽然scRNA测序确实已成为植物系统生物学和合成生物学领域的突破性技术，但该综述揭示了解决现有挑战的可能途径，并为未来的研究人员提供了方向。

它还强调需要将scRNA测序技术与其他组学技术和其他计算工具相结合，以增强对植物中复杂细胞相互作用的理解。

总之，这篇综述提出了植物生物学领域的积极发展方向，即植物细胞的单细胞RNA测序揭示了它们的内部运作，并为更深入的见解打开了大门。除了解决当前的障碍之外，它还可以为研究人员努力实现更可持续的未来提供指导。