人類基因組共有30億個堿基,解读基因镜问但如何對其進行解讀,人类是超清長期以來困擾科學界的難題。中國科學院院士、显微昌平實驗室主任謝曉亮團隊成功研發了一種新型基因組學技術,解读基因镜问猶如為解碼人類基因組功能信息搭載了一台“超清顯微鏡”,人类實現了對人類細胞轉錄因子圖譜的超清低成本、係統性繪製。显微3月27日,解读基因镜问在2025中關村論壇年會開幕式上,人类10項重大科技成果發布,超清“基於脫氨酶的显微轉錄因子印記技術”入選。
人體內絕大多數細胞基本上擁有相同的解读基因镜问基因組,但在不同時間、人类不同位置,超清細胞會表達不同的基因、執行不同的生理功能,並能對外界環境條件的變化作出複雜反應。目前已完成的“人類基因組計劃”等大型研究計劃,並不能解釋基因表達的時空差異。著名遺傳學家埃裏克·蘭德曾感慨:“人類基因組是我們買來的一本讀不懂的天書!”
破譯人類基因組的關鍵,在於解析轉錄因子的定位與結合機製——這類DNA結合蛋白能通過精密調控基因表達程序,從而主導細胞命運與功能。基於脫氨酶的轉錄因子印記技術FOODIE,謝曉亮團隊首次實現了單細胞和單分子精度的轉錄因子印記檢測,被國際同行譽為“變革性”突破。
這項創新技術具有自主知識產權,它易於實施,具備通量高成本低的優勢,還能在複雜組織中分辨獲取單個細胞的信息。該方法還能通過臨床樣本中轉錄因子印記的分析,識別疾病特異性調控特征,為解析當前人們尚不了解的複雜疾病發生發展機製提供線索。
隨著FOODIE繪製更全麵的人類轉錄因子調控圖譜,科研人員解析複雜生命機製、探索疾病病因的能力將大幅提升。目前,謝曉亮團隊正利用該技術,揭示人類發育過程及退行性疾病中轉錄因子的關鍵調控機製,為疾病篩查和幹預技術的開發提供重要支撐。這項技術還將得到繼續優化,在脫氨酶效率、高通量實驗等方麵,進一步提高效率、降低成本。謝曉亮表示,後續團隊將考慮適時將FOODIE技術、繪製的轉錄因子組合調控圖譜及相關數據對外推廣或開放,以合作共贏的態度推進我國重大疾病的基礎研究工作。