什么是「单细胞 RNA-seq」？这一技术对生物学研究有何意义？ 第1页

单细胞RNA-seq被评为2018年重大科研进展，但实际上这是老技术。2015年，商品化单细胞RNA测序流程已经建立，成果发表在Cell上。今年井喷式发文章，关注点那么高，是因为最近这项技术全面商品化了。

1. 什么是RNA-seq？

细胞是房子，DNA是房屋设计图，RNA和蛋白质就是砖瓦木石。以DNA为模板，转录成RNA，RNA翻译成蛋白质，盖好房子，发挥功能。

RNA-seq，测序测的是细胞有多少种RNA，每种RNA量有多少，由此判断这些细胞处于什么状态，这些RNA发挥哪些功能。

2. RNA-seq从多细胞到单细胞的发展史：

最早的RNA-seq，把一大群细胞混在一起，抽出RNA一起测序。由于所使用的管子枪头等器材容易粘附RNA，实验中多次样品转移，容易损耗样品。最一开始往往需要100万个细胞。

然而，有些特殊类型的细胞非常难拿，提供不出大量细胞测RNA，2012年前后，更新出微量RNA抽提测序技术。使用低粘附材料，实验流程减少样品转移次数，优化RNA反转录和扩增效率，优化建库流程，1000个细胞就可以完成一次测序。

2015年，到了单细胞RNA测序时代。

商品化的单细胞测序思路和微量细胞RNA测序相同，降低样品损耗，只不过以前实验在管子里做，现在在油相里做（即 整合了10x Genomics的Drop-seq）：

把单细胞吸入毛细管（溶液水相，含RNA反转录扩增的原料，以及带Barcode标签引物的珠子），珠子伴着细胞打入油相，一个细胞连一个珠子，包括一部分含反转录原料的溶液，被封闭在一个油滴里。

油相里裂解细胞，进行RNA反转录扩增，RNA扩增完，这个细胞所有转录组表达信息都跑到珠子上，还带有这个细胞特有的标签。最后上万个带有各自标签的珠子一起大量扩增测序，根据标签区分这些RNA表达信息来源于哪个细胞，一次测序能做一万个细胞。

2017年，该技术商品化机器大量推行；2018年相关机器进入中国市场，未来几年内，单细胞RNA测序文章还会继续井喷式产生。

3. 单细胞RNA-seq可以干什么?

这里可以举几个国内单细胞RNA测序大佬，看下他们组的工作，就能感受这技术能做什么。一个是北大汤富酬和协和乔杰老师；一个是浙大的郭国驥老师。

4. 单细胞RNA-seq的问题：

首先，细胞越少，低丰度RNA就越不容易测准，这是所有微量样品技术的通病。

其次，mRNA要翻译成蛋白质才能发挥作用，而大多数转录组和蛋白组的联合组学文章中，mRNA和蛋白质的相关度只有0.4到0.6。从RNA到真正发挥功能，还有很长一段路要走。这是用RNA测序预测功能的天然劣势。

最后，目前RNA测序技术是进步了，相关生物信息学分析还很薄弱，光靠KEGG通路分析，GSEA基因分析，很难做出实质有用的信息。做算法的有志青年们，要加油啊。