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“人类细胞图谱计划”首批38个项目重磅公布,将为人体40万亿细胞绘制“地图”!

2017/10/17 来源:生物探索
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导读
人类基因组计划推动了这些年生物医药研究上的飞速发展,但细胞是生命最基本的单位,一般人至少有37兆2000亿个细胞,我们对它却知之甚少。值得庆幸的是,美国时间2017年10月16日,“人类细胞图谱计划” 正式公布了首批拟资助的38个项目,这将为人体40万亿细胞绘制“地图”。


人类细胞图谱计划是一项跨时代意义的国际合作项目,汇集了全世界范围内优秀的生物学家、病理学家、临床医生、计算机科学家、统计学家等技术专家的工作,致力于建立在一个健康人体中所有的人类细胞参考图谱,涉及细胞的类型、数量、位置、关系和分子组成等,用来描述和定义健康和疾病的细胞基础。

项目获扎克伯格夫妇资助

去年9月,Facebook创始人扎克伯格(Mark Zuckerberg)和妻子普莉希拉·陈(Priscilla Chan)成立的基金会Chan Zuckerberg Initiative(CZI)将在未来十年内投入30亿美元巨额资金资助科学家们,共同努力推动基础科学研究,其中最令人瞩目的就是“人类细胞图谱计划”(the Human Cell Atlas)。去年10月13日和14日在伦敦,世界顶尖的科学家召开了人类细胞图谱计划启动会议(Human Cell Atlas Launch Meeting)。

为什么要实施人类细胞图谱计划


人类基因组计划推动了这些年生物医药研究上的飞速发展,但细胞是生命最基本的单位,我们对它却知之甚少。如果没有不同类型的细胞和它们在身体中的位置,我们就不能描述它们的所有功能。

一个完整的人体细胞图集将给我们每种细胞类型一个独特的“身份证”,以及不同类型的细胞如何共同工作、形成组织的三维地图,促进我们了解所有的身体系统如何连接,并洞察不同健康状况和疾病如何改变地图。这将使我们能够识别与疾病相关的基因在我们的身体哪些地方活跃,并分析调控不同细胞类型产生的机制。

这是生物学150多年来的一个关键挑战。由于像单细胞基因组学这样的新工具已经使之触手可及,这是一个雄心勃勃但可以实现的目标。

这个新项目研究运用了三种技术

第一种叫做“细胞微流体”,即通过分离单独的细胞并用微珠标记后,使其被油滴包裹后再进行研究和分析,选择油滴的原因是因为油滴可以如同汽车一样载着细胞,沿着被蚀刻在微小芯片上、狭窄的毛细管单向“街道”分流,使得细胞被聚集在特定的地方,裂解并逐一研究。

第二种技术是使用超快、高效的测序仪来解码那些在单个细胞中活化的基因。这项技术的花费并不高,每个细胞仅需几美分即可。其高效性使得一个科学家可以在一天内处理10000个细胞。

第三种技术则是使用全新的标记和染色技术,基于基因活动来定位各种细胞在人体器官或组织中的“邮政编码”。

我国科学家参与其中

对人体内所有细胞的研究是一项巨大的努力,目前的估计表明,一般人至少有37兆2000亿个细胞。为了承担这项大胆的任务,科学家们正在进行初步的试验项目,这不仅将揭示生物学上的意义,而且还告诉我们有效的取样和分析策略,以便进行全面的细胞图谱计划而努力。科学家们将从脑、免疫系统、胃肠、皮肤、组织处理和技术发展以下几个试点项目开始。公布的首批38个项目是从全球范围内征集的近500个项目中经过专业评审而最终通过的,我国科学家清华大学张学工的参与可喜可贺。

 


参考资料

1) https://www.chanzuckerberg.com/

2) https://www.humancellatlas.org

3)MIT发布“2017全球十大突破性技术”,4项与生物医学有关(基因疗法2.0、细胞图谱……)

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