由于細(xì)胞是生物學(xué)的基本單位，研究人員正更加努力地嘗試將它們進(jìn)行單個(gè)分離、研究和比較。DNA研究主要涉及的是測(cè)序單細(xì)胞微生物相對(duì)簡(jiǎn)單的基因組；而更大更復(fù)雜的人類細(xì)胞基因組則是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。隨著測(cè)序成本的大幅度下降，破譯來(lái)自單細(xì)胞的30億堿基的基因組并逐個(gè)細(xì)胞比較序列正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

上接： Science：?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序（上）

來(lái)自斯坦福大學(xué)的Stephen Quake測(cè)定了來(lái)自一項(xiàng)研究的100個(gè)精子的重組率，發(fā)現(xiàn)了許多新的重組熱點(diǎn)和與間接方法發(fā)現(xiàn)的相一致的比率。隨后他更深程度地測(cè)序了8個(gè)精子足以確定突變率。他在會(huì)議上報(bào)告說(shuō)發(fā)現(xiàn)其比率為每10億個(gè)堿基為30個(gè)變異，略高于其他人所發(fā)現(xiàn)的。

紐約冷泉港實(shí)驗(yàn)室的研究生Timour Baslan正利用單細(xì)胞技術(shù)來(lái)研究癌細(xì)胞。他與MD安德森癌癥中心的分子遺傳學(xué)家Nicholas Navin展開(kāi)了合作。Navin實(shí)驗(yàn)室曾開(kāi)發(fā)一種所謂的單核測(cè)序（single-nucleus sequencing）技術(shù)繪制腫瘤圖譜。他們已利用這一技術(shù)追查了癌癥的進(jìn)化，追蹤了癌癥隨時(shí)間和擴(kuò)散越來(lái)越普遍時(shí)不同的細(xì)胞亞群。Baslan和同事們現(xiàn)在在測(cè)序前會(huì)將遺傳條形碼添加到每個(gè)細(xì)胞上，這樣使得他們能夠?qū)颖炯性谝黄疬M(jìn)行測(cè)序，仍然能夠識(shí)別在混合物中來(lái)自單個(gè)細(xì)胞的序列，一種節(jié)約成本的測(cè)量。

Baslan報(bào)告說(shuō)到目前為止，他們已經(jīng)將這一方法應(yīng)用至十幾個(gè)乳腺癌患者，抽取之后前后的腫瘤細(xì)胞。每位患者的反應(yīng)各不相同。在一個(gè)腫瘤中，接受治療后一種類型的癌細(xì)胞比例增高，表明使用的藥物只有效對(duì)抗了部分而非所有的腫瘤細(xì)胞。在另一名患者中，他們?cè)?/SPAN>X染色體上觀察到了一個(gè)重要的重排和額外拷貝的某個(gè)基因生成了能使腫瘤抵抗藥物效應(yīng)的蛋白。第三位患者腫瘤細(xì)胞染色體被治療所破壞。Basla說(shuō)這種方法“現(xiàn)在對(duì)于我們而言成為了常規(guī)程序，”，他可以輕易地繪制數(shù)以百計(jì)的單細(xì)胞圖譜。他計(jì)劃整合微流體設(shè)備以進(jìn)一步簡(jiǎn)化這種方法。其目標(biāo)是理解腫瘤的演變和了解哪些癌細(xì)胞將會(huì)對(duì)各種治療生成反應(yīng)。

與此同時(shí)，Navin繼續(xù)改良了單核測(cè)序。通過(guò)挑選出預(yù)備進(jìn)行細(xì)胞分裂具有雙倍染色體的細(xì)胞，減少?gòu)?fù)制數(shù)量和加工步驟，他只需要幾個(gè)毫微克而非幾微克的DNA。在會(huì)議上，它報(bào)告說(shuō)他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了乳腺癌細(xì)胞中的變異，分析顯示這些變異是均一的。“當(dāng)你將放大鏡靠得更近些，你就會(huì)在堿基水平上檢測(cè)到更多的變異，”他指出。

當(dāng)Navin對(duì)來(lái)自一個(gè)更為復(fù)雜侵襲性乳腺癌的4個(gè)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)相似的趨勢(shì)。測(cè)序腫瘤的100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞樣品揭示了6個(gè)突變，所有都存在于已知的癌基因中。而單細(xì)胞測(cè)序則在每個(gè)細(xì)胞中揭示出了另外的30個(gè)突變，這些在更大的樣本中沒(méi)有被檢測(cè)到。當(dāng)他觀測(cè)來(lái)自相同腫瘤的另外100個(gè)細(xì)胞時(shí)，它發(fā)現(xiàn)其中大量的突變突變頻率很低。“這種多樣性可能正在驅(qū)動(dòng)癌癥，”他說(shuō)。當(dāng)Navin僅測(cè)序外顯子時(shí)他也發(fā)現(xiàn)了相同的突變。

馬里蘭州貝塞斯達(dá)國(guó)家人類基因組研究所的遺傳學(xué)家Elaine Ostrander稱分析單個(gè)癌細(xì)胞的前景“令人難以置信的興奮“，以一種“充滿希望和優(yōu)雅”的方式解析了正在腫瘤中發(fā)生的事件。但是另一些人則更為謹(jǐn)慎。“得到這些類型的數(shù)據(jù)是很難的，因?yàn)槟銓⒉坏貌粚?duì)大量的細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序，”華盛頓大學(xué)基因組研究所共同負(fù)責(zé)人Elaine Mardis說(shuō)。

盡管研究人員們一致認(rèn)為單細(xì)胞測(cè)序或許還沒(méi)有足夠高通量來(lái)實(shí)用于癌癥評(píng)估，“不能過(guò)分強(qiáng)調(diào)這一技術(shù)進(jìn)展有多快。隨著這一技術(shù)的成熟，我們將看到一些革命性的東西出來(lái)，”Auton說(shuō)。