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首个驴全身单细胞图谱绘就

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:人文   来源:生活  查看:  评论:0
内容摘要:德州驴保种场。■本报记者 廖洋 实习生 王冰笛。驴,这种曾经在我国农村随处可见的牲畜,现在却面对史无前例的危机。现在,我国驴饲养数量已从2011年的485万头骤降至2023年的146万头。近来,青岛农

德州驴保种场。

■本报记者 廖洋 实习生 王冰笛。

驴,这种曾经在我国农村随处可见的牲畜,现在却面对史无前例的危机。现在,我国驴饲养数量已从2011年的485万头骤降至2023年的146万头。

近来,青岛农业大学研讨人员联合内蒙古大学,在《先进科学》宣布全球首个德州驴全身安排单细胞转录组图谱,初次从单细胞层面提醒了驴皮脂细胞的一起代谢机制,不只为阿胶工业供给了分子靶标,也将濒危驴种质资源维护带入精准年代。

敞开资源维护路。

驴皮作为传统中药阿胶的中心质料,其需求与产能存在明显缺口。论文一起通讯作者、青岛农业大学教授沈伟告知《我国科学报》:“我国阿胶年产量达6000吨,需耗费驴皮约120万张,而国内驴皮供给仅能满意总需求的30%。”。

与此一起,本乡驴种因成长周期长、繁殖率低、饲养本钱高级问题,种群数量呈加快萎缩趋势。现在,全国现存24个本乡驴种,已树立两个国家级维护区、7个国家级保种场、21个省级保种场,以应对种质资源维护与可继续使用的应战。

其间,德州驴作为山东省闻名驴种类,以体魄巨大、结构匀称、外形漂亮、皮厚及出胶率高级优秀特性著称,是熬制阿胶的优质质料。但是,2024年国家计算年鉴数据显现,山东省驴存栏总量仅为2.7万头,其间纯种德州驴估计不足3000头,纯种资源面对严峻应战。

从分子层面解析德州驴的优异性状构成机制,对种质资源维护与可继续使用具有重要意义。

2023年,沈伟带领团队到山东俊驰驴业有限公司观赏调查,并达到协作。他们顺畅获取一公一母两端德州驴的心脏、皮肤等20种安排合计40个样本。

单细胞测序对细胞活性要求极高,而驴安排解离尚无老练计划。“其时咱们对部分特别安排的解离经验不足,以至于试验后期部分安排因解离时刻过长、细胞活性无法满意建库要求,终究不得不抛弃。”论文一起通讯作者、青岛农业大学教授王豪杰向《我国科学报》介绍。

为保证数据质量,团队再次前往保种场收集样品、补测数据。终究,他们获得275050个高质量细胞,包含84种细胞类型,包含稀有的浦肯野细胞和肠内分泌细胞。

必定会有效果。

这次研讨仅单个样本剖析就需100G算力,27万多个细胞既需求高性能服务器,也需求在数据剖析方面技能老练的协作者。这位协作者正是论文榜首作者、内蒙古大学与青岛农业大学联合培育博士生田宇。

王豪杰和田宇协作十分默契,尽管如此,他们依然遇到不少阻止。因为驴单细胞研讨在国际上较为稀有,团队在数据剖析进程中缺少可参阅的比对数据。

为保证细胞类型注释的精确性,团队体系收集了很多基因的功能及表达方位信息,并结合差异表达剖析、基因富集剖析和免疫安排化学染色技能,成功判定了细胞类型及符号基因。

在研讨转录进程时,团队发现基因只要表达量的巨细,没有表达凹凸之分,原因是上游调控的原件发生了改变。对此,王豪杰提出针对特定细胞类型的可变剪接变体剖析思路。但是,田宇在实践中发现,现有测序渠道难以精确辨认细胞类型特异性的剪接变体。

终究,团队提出了另一种研讨思路——经过单细胞转录组数据集猜测不同细胞的代谢活性。

在此基础上,团队经过跨物种和跨安排比较剖析,提醒了驴皮脂细胞在能量和脂质代谢中的一起基因表达形式,并判定出PON3是驴皮脂细胞的特异性符号基因。研讨进一步阐明晰驴皮脂细胞首要经过丁酸代谢途径生成乙酰辅酶A,从而驱动脂肪酸组成的分子机制。

“一条路走不通就换另一条,总有新的解决办法。”王豪杰坦言,“从一开端咱们就知道,肯定能得到效果。”。

尔后,团队又结合驴、马、牛和猪皮肤的代谢组学数据,发现了驴皮中γ-谷氨酰半胱氨酸和花生四烯酸等高含量代谢物的堆集特征,提示这些代谢物可能与驴皮的药用价值存在潜在相关。

添补驴研讨范畴要害空白。

研讨完成后,团队着手撰写论文并投稿。但是,投稿进程并不顺畅。王豪杰说:“咱们开始投了几家尖端期刊,但因为驴研讨在国际上较为冷门,稿件很快被拒。”。

本年2月,论文总算被《先进科学》接纳,这是国际上近10年来在驴相关研讨范畴的又一标志性效果,初次将单细胞技能应用于驴资源维护,为濒危物种研讨供给了范式。

这项研讨不只体系解析了驴的分子特征,添补了驴皮代谢机制研讨范畴的要害空白,还为驴种质资源维护与立异使用供给了重要的数据支撑和理论依据。一起,团队还树立了驴单细胞转录图谱在线数据库,有望进一步推进驴相关研讨范畴的快速开展,助力我国甚至全球在驴种质资源维护与使用方面获得更大打破。

除了及时发现问题的敏锐眼光和作出严重改变的决计,科研中必不可少的是肯考虑、善总结。回忆这段进程,王豪杰说:“人的耐性比自己幻想的要强,只要沉下心去,才干做好一件事。”。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1002/advs.202413819。

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