圖：5月5日，時空組學聯盟啟動暨首期專輯成果發布會在深圳國家基因庫舉行。圖為研究成果發布儀式。\大公報記者郭若溪攝

　　5月5日，時空組學聯盟啟動暨首期專輯成果發布會在深圳國家基因庫舉行，華大研究院聯合多家機構在Cell出版社官網以時空組學聯盟專題的形式發布了全球首批生命時空圖譜繪製。研究人員利用堪稱「超廣角百億像素生命照相機」的時空組學技術（簡稱Stereo-seq技術），首次繪製了小鼠、斑馬魚、果蠅、擬南芥四種模式生物胚胎發育或器官的時空圖譜。這是首次從時間和空間維度上對生命發育過程中的基因和細胞變化過程進行超高精度解析，為認知器官結構、檢測基因缺陷等提供全新方向。\大公報記者 郭若溪深圳報道

　　科學的發展離不開工具的進步。據《細胞》論文第一作者、深圳華大生命科學研究院時空組學首席科學家陳奧介紹，Stereo-seq技術具有亞細胞分辨率與厘米級視場，堪稱「超廣角百億像素生命照相機」，能同時「拍到」組織裏每個細胞的基因信息和空間位置，助力研究人員認識生命的發展過程。「如果把擁有37萬億細胞的人體比作地球，以前的顯微鏡、DNA測序技術或許能了解地球上有哪些生物，而Stereo-seq技術能看到每個生物分布在哪個國家，哪個地區，哪個城市，還能看到他們在做什麼，怎麼和其他物種交流，甚至，能看到過去和未來。」

　　一次定位取代上萬次實驗

　　陳奧表示，Stereo-seq技術的研發耗時近3年，最初的動力源自於測序技術實現了高通量、低成本和全面國產化。陳奧表示，通過Stereo-seq技術，人類首次以500納米的空間分辨率，實現了生命全景時空圖譜的繪製，解決了目前相關技術分辨率低，不能實現單細胞分辨率；視場小，不能進行較大組織的研究等問題。「在過去，要做幾千甚至上萬次的實驗才能繪製的圖譜，現在在『時空芯片』上，只需一次定位就能實現。這是生命科學工具的里程碑式突破。」

　　以小鼠為例，研究團隊利用「生命照相機」，從小鼠胚胎發育的第9.5天開始，每天「拍」幾張「照片」，直到16.5天，得到的8個時期的53張「照片」形成了一個胚胎發育的「寫真集」，記錄了小鼠胚胎內器官發育和形成的細胞演變過程。這也是首次在單細胞分辨率水平上解析空間基因表達譜，為哺乳動物發育研究提供重要的數據參考，幫助認識胚胎的成長和器官發生，也為出生缺陷相關研究提供指導。

　　有助培育高產優質農作物

　　舉個例子，Robinow綜合症是一種典型的出生缺陷，臨床表現為唇顎裂等面部和肢體發育異常，臨床上已經發現與之相關的基因，但此基因如何導致這些異常卻不得而知。研究人員在小鼠胚胎發育的過程中，對相關基因進行了定位，結果發現，在小鼠的嘴唇、上顎和腳趾均存在該基因的特異性高表達，說明這個基因在小鼠的唇顎和腳趾發育的過程中非常重要，這很好地解釋了為什麼臨床上觀察到的很多Robinow綜合症患者出現唇顎裂、肢體短小等表現。

　　此外，研究人員還成功開發出適用於植物的單細胞空間組技術，並將此技術應用於植物葉片細胞的空間組學研究，攻克了長期以來研究人員無法對植物葉片中高度相似細胞類型的分子特徵進行有效解析的難題。該技術將會應用於植物基礎科學研究和作物育種研究中，如在水稻、小麥和玉米等作物的種子發育和抗旱、耐高溫和耐鹽等機制解析中進行優勢關鍵基因的挖掘，為高產、優質、抗逆作物品系的培育貢獻力量。