单细胞新生转录组揭示基因组使用的稀疏性与可塑性

来自某研究团队的研究人员为解析后生动物中共同基因组如何驱动细胞多样化这一核心问题，开发了单细胞全长度EU标记新生RNA测序技术（scFLUENT-seq）。该研究通过10分钟代谢标记捕获全基因组转录动态，发现单个细胞仅转录基因组的0.02%–3.1%，揭示了转录的稀疏性、随机性及其与细胞可塑性的关联，为理解单细胞异质性和状态转换提供了新视角。

　　

通过新型单细胞全长度EU标记新生RNA测序技术（scFLUENT-seq），研究人员利用10分钟代谢标记成功捕获了全基因组范围内的转录活动。令人惊讶的是，从脾淋巴细胞到多能干细胞，单个细胞仅转录约0.02%–3.1%的基因组（批量样本中>80%），显示出有限的基因组参与度以及深刻的细胞类型和细胞间异质性。基因间转录（特别是异染色质区域）具有普遍性和随机性特点。启动子相关的反义链转录和基因区转录很少在同一细胞中共同发生。近端基因间转录既包含基因通读也涉及独立起始，而远端基因间转录大多独立于邻近基因，且与增加的转录多样性相关——这正是细胞可塑性的标志。虽然整体RNA合成与周转在批量样本中呈现耦合关系，但单个细胞内的mRNA转录与降解却缺乏协调性，暗示存在噪声缓冲机制。该研究最终揭示了编码与非编码转录的复杂动态过程，这些过程构成了单细胞异质性和状态转换的基础。