|活细胞转录组测序技术只需微创提取，即可看清细胞“前世今生”( 二 )

随后，陈万泽尝试利用在生命科学领域非常小众的原子力显微镜来获取细胞中的RNA 。它有一个很尖的硅探针，多用来检测物质表面性质。研究团队通过对探针进行表面活化、修饰、洗脱等改造，让其能够把细胞中的RNA“钓”出来。
“这种探针很细，对细胞的损伤很小，就像鱼钩一样，改造后可以把细胞中的RNA‘钓’出来，并能保证细胞继续存活。我们改造了数十个探针后，结果只在两个细胞上成功‘钓’到了RNA 。 ”陈万泽回忆道，当时购买一个原子力显微镜探针需要800美元，研究成本太高，成功率太低，这种情况让这项研究再次面临阻碍。
在一次偶然的学术交流中，陈万泽与导师了解到，瑞士苏黎世联邦理工学院的朱丽亚·沃尔特（Julia Vorholt）实验室开发了一种特殊的原子力显微镜，能够吸出一部分细胞质。
一番交流后，陈万泽团队与朱丽亚·沃尔特实验室一拍即合，展开了联合攻关。联合团队对一系列的实验过程进行了优化，解决了RNA降解、低温下的快速操作、超微量样品转移、采样通道清洗避免交叉污染、图像下追踪细胞等多个问题，保证了实验结果的可靠性。
联合团队利用重新改造后的活细胞转录组测序技术，对5种类型共295个细胞进行了测序，发现该技术能够有效区分不同类型的细胞，且平均每个细胞能检测到约4112个基因的表达信息。
仅对少量的细胞质进行测序，是否就能代表细胞的状态？
“我们平行比较了单细胞转录组测序结果，发现活细胞转录组测序结果与普通的单细胞转录组测序结果高度吻合，证明活细胞转录组测序技术能够很好地体现细胞的全转录组状态。 ”陈万泽说道。
细胞的存活率又如何保证呢？
“这种特殊的原子力显微镜探针尖端只有几百个纳米大小，对细胞损伤极小。吸取约5%—50%的细胞质后，细胞体积可以快速恢复到正常水平，存活率为85%—89% ，细胞能进行正常分裂。通过一系列的功能分析和分子表征，我们没有发现活细胞转录组测序技术对细胞的状态有显著的影响。 ”陈万泽表示。
对此，审稿人在评审意见中也写道：“由于细胞测序后仍旧存活，活细胞转录组测序技术首次实现了对同一个细胞全基因表达的连续测量。 ”
细胞测序结果从“高清图片”到“高清电影”
在细胞观测技术史上，显微成像和基因编辑介导的分子记录等技术不仅能观察细胞的生长、分裂、死亡等过程，还能观测细胞中的单个或几个基因指标。
2009年，单细胞转录组测序技术为更系统全面地定义细胞类型和状态提供了变革性手段。但人们仍然只能观察到细胞的静态状态，无法连续观测细胞的动态或者检查细胞后续的表型。
如果将利用单细胞转录组测序技术观测细胞，比喻为看一张细胞在分子水平的高清图片，那么利用活细胞转录组测序技术观测细胞，就好比看一部细胞的高清电影，能够看见它的“前世今生” 。
“活细胞转录组测序技术可以回答细胞怎样的过去决定了它的现在，不仅知道细胞为何存在差异，还知道这些差异从何而来。 ”陈万泽介绍。
在验证实验中，研究团队利用活细胞转录组测序技术直接测定了同一个巨噬细胞在不同时间的状态变化，发现细胞起始状态的少数基因的表达差异和噪音（如Nfkbia、Gsn等）是决定细胞后续反应差异的重要原因。然而，普通的单细胞转录组测序技术无法找到这些规律。

|活细胞转录组测序技术 只需微创提取，即可看清细胞“前世今生”( 二 )

|活细胞转录组测序技术只需微创提取，即可看清细胞“前世今生”( 二 )