人體由130億個細胞按不同功能、分門別類順序組成，每個細胞都有其獨特的分子“指紋”，即使是坐落于同一族群之中的細胞也可以彼此不同。并且它們的活動也會隨時間變化。單細胞分析工具的應(yīng)運而生就是為了解決細胞-細胞間非均質(zhì)的復(fù)雜機制。正如德國慕尼黑大學(xué)（LMU）分子生物學(xué)家Wolfgang Enard教授在他們新發(fā)表的論文寫道“單細胞技術(shù)對生命科學(xué)來說是一場變革，”他的課題組利用這項技術(shù)zui近剛在《Nature Communications》發(fā)表了一篇文章。

      mRNA是細胞用于將DNA遺傳信息轉(zhuǎn)化為編碼蛋白的轉(zhuǎn)錄本，它們是核糖體構(gòu)建細胞實體的基本藍圖。因此，每個細胞的mRNA列表相當(dāng)于該細胞正在合成的蛋白質(zhì)列表，可以提示細胞當(dāng)時的功能和狀態(tài)。通過鑒定當(dāng)時處于活躍的基因，也可以從側(cè)面反映基因是被如何調(diào)控的，特別是在疾病或感染等特殊時期。

      測序單個細胞內(nèi)所有mRNA是一項艱巨的任務(wù)，具體實施涉及幾種不同方法。一切方法需要先始于利用逆轉(zhuǎn)錄酶將分離的mRNAs反轉(zhuǎn)錄為DNA，然后擴增DNA拷貝進行序列分析。Enard和同事系統(tǒng)地修改了其中一種方法，scRNA-seq（單細胞RNA條形碼測序），顯著提高了這項技術(shù)的靈敏度。“訣竅是補充和提高逆轉(zhuǎn)錄酶反應(yīng)試劑的稠度，使更多RNA分子轉(zhuǎn)錄成DNA鏈，”Enard解釋。“稠度上升導(dǎo)致分子擁擠，加速反應(yīng)。”第二個改進是減少某些優(yōu)先DNA擴增的發(fā)生率，這些物質(zhì)會扭曲原始RNA表達。

      單細胞測序方法對實現(xiàn)人類細胞地圖（Human Cell Atlas）是必不可少的。Enard的目標是使他們的新技術(shù)加入人類細胞地圖項目，該項目的規(guī)模與人類基因組計劃相當(dāng)。它的目標是根據(jù)特定的基因活動模式，組裝所有人類細胞類型目錄。該項目將大地擴大我們對人類生物學(xué)和人類疾病起源的認識。