单细胞代谢组和RNA-seq多重化在单细胞植物细胞上
Moonyoung Kang1, Anh Hai Vu1, Abbie L Casper2
1Department of Natural Product Biosynthesis, Max Planck Institute for Chemical Ecology, Jena 07745, Germany.
概括
研究人员开发了一种新的方法来测量同一植物细胞中的基因表达和代谢物水平. 这一突破允许生物合成基因与单个细胞中的天然产品化合物的直接相关性.
科学领域:
- 植物生物化学 植物生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 植物合成有价值的自然产品,对各种行业至关重要.
- 了解植物生物合成途径具有重大意义.
- 从转录组和代谢组数据衍生出的基因到代谢物网络,有助于途径识别.
- 单细胞RNA测序 (scRNA-seq) 和单细胞质谱代谢学 (scMS) 单独测量基因表达或代谢物水平.
- 目前的方法只允许在单细胞水平上基因表达和代谢物水平之间的间接相关性.
研究的目的:
- 为了证明将scRNA-seq和scMS应用于同一植物细胞的可行性.
- 为了能够直接比较单个细胞内的基因表达和代谢物水平.
- 在单个植物细胞中揭示代谢物度和生物合成基因表达之间的相关性.
主要方法:
- 使用来自 *Catharanthus roseus* 叶的原生质.
- 使用基于微流体的机器人将原塑分类成96孔板.
- 开发了与scMS和SMART-seq单细胞协议兼容的溶解条件.
- 应用了多重复合方法来同时进行基因表达和代谢物分析.
主要成果:
- 成功地将scRNA-seq和scMS应用于同一个植物细胞.
- 实现了基因表达和代谢物水平之间的直接,单细胞水平比较.
- 揭示了代谢物水平和生物合成基因表达之间的定性和定量相关性.
- 提供了关于单细胞水平上植物生物合成的调节机制的见解.
结论:
- 集成的scRNA-seq和scMS方法是植物科学中的一个强大的概念验证.
- 这种方法有助于更深入地了解复杂的植物生物合成途径.
- 它为研究在植物中以前所未有的分辨率自然产物形成开辟了新的途径.
