斯坦福大学医学院等处的研究人员首次公布了来自一个成人男子91个精子的全部基因组序列，这项研究成果将有助于解开个体遗传突变的神秘面纱，这也是第一次报道的人类配子的全基因组序列。相关成果公布在《细胞》（Cell）杂志上。
领导这一研究的是斯坦福大学生物工程与应用物理学教授Stephen Quake博士，他表示，“这是我的实验室近十年来取得的最重要的研究成果”，“现代技术使我们能在常规实验中，扩增并高精度测序单个细胞的整个基因组，这对癌症、不孕不育、以及许多其它疾病的研究产生深远的影响。”
文章的第一作者为Quake教授实验室王建斌（Jianbin Wang，音译），以及H. Christina Fan博士，研究获得了美国NIH、中国留学生基金委等处的资助。
对精子细胞进行测序十分有趣，因为重组这一天然过程使得一个婴儿融合了来自TA的四个祖父母的DNA，至今科学家们主要依赖于群体遗传学的方法，来预测这种重组在单个精子或者卵细胞中发生的频率，以及具体的遗传信息交汇的数量。但是这种方法比较粗略，无法了解单个细胞的具体情况。
因此在这篇文章中，研究人员借助了单细胞测序技术，进行单个精子的序列分析，从中就能描述，并理解不同个体之间重组的差异。这些重要的实验结果能帮助研究人员分析人类重组的动力学基础机理，以及其与男性不育症之间的关联。
不过研究人员也发现之前基于群体遗传学分析的结果很大一部分，出乎意料的精确——平均来说，样品中的精子每个大约都发生了23次重组，或者说是交换事件，但是单个精子在遗传物质混合，以及基因自发突变的数量和激烈程度上存在很大差异，甚至有两个精子缺失了整个染色体。
“这项研究第一次绘制了个体重组图谱，也首次发现了来自同一个人的不同精子的不同突变率”，文章的另外一位作者，斯坦福大学妇产科教授Barry Behr说。
Genome-wide Single-Cell Analysis of Recombination Activity and De Novo Mutation Rates in Human Sperm
Meiotic recombination and de novo mutation are the two main contributions toward gamete genome diversity, and many questions remain about how an individual human’s genome is edited by these two processes. Here, we describe a high-throughput method for single-cell whole-genome analysis that was used to measure the genomic diversity in one individual’s gamete genomes. A microfluidic system was used for highly parallel sample processing and to minimize nonspecific amplification. High-density genotyping results from 91 single cells were used to create a personal recombination map, which was consistent with population-wide data at low resolution but revealed significant differences from pedigree data at higher resolution. We used the data to test for meiotic drive and found evidence for gene conversion. High-throughput sequencing on 31 single cells was used to measure the frequency of large-scale genome instability, and deeper sequencing of eight single cells revealed de novo mutation rates with distinct characteristics.
文献链接：Genome-wide Single-Cell Analysis of Recombination Activity and De Novo Mutation Rates in Human Sperm
