單細胞基因組旨在通過組學(xué)方法研究單個細胞。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，這一年輕的領(lǐng)域正在迅速成熟起來。單細胞基因組研究的前身可以追溯到用芯片檢測單細胞的基因表達。不過，新一代DNA測序才是單細胞基因組學(xué)的大功臣，這些技術(shù)的出現(xiàn)讓單細胞基因組研究zui終一飛沖天。
2012年7月，雜志發(fā)表了具有里程碑意義的單細胞測序方法——Smart-Seq。Smart-Seq能夠覆蓋整個轉(zhuǎn)錄組生成全長cDNA，就算是現(xiàn)在，能做到這一點的單細胞測序方案也。那幾年，許多研究者們都在埋頭改進各種單細胞測序技術(shù)的性和應(yīng)用范圍，增加研究通量和減少實驗成本。
百花齊放的單細胞分析技術(shù)
如今，單細胞RNA-seq已經(jīng)成為了成熟的日常操作，其他形式的單細胞分析開始百花齊放，包括DNA、蛋白質(zhì)、染色質(zhì)修飾等等。
單細胞DNA測序
單細胞全基因組DNA測序是一項富有挑戰(zhàn)性的工作，因為材料損失會導(dǎo)致序列丟失，測序錯誤很難與真正的突變區(qū)分開?；羧A德休斯醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們迎難而上，對人類大腦皮層神經(jīng)元進行了單細胞測序，并根據(jù)發(fā)育過程中累積的體細胞突變重建了神經(jīng)元譜系。他們的研究顯示，正常成年人的單個大腦神經(jīng)元具有一千多個點突變，而且不同神經(jīng)元的突變形式并不相同。大多數(shù)突變發(fā)生在大腦發(fā)育完成之后，是基因積極活動時產(chǎn)生的。
單細胞表觀遺傳學(xué)分析
通過單細胞分析來檢測表觀遺傳學(xué)狀態(tài)是單細胞研究的一大趨勢。DNase I超敏感位點（DHS）是對DNaseⅠ高度敏感的活性染色質(zhì)區(qū)域。哺乳動物細胞的DHS定位，能夠提供轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件和染色質(zhì)狀態(tài)的重要信息，一直是科學(xué)家們的研究熱點。DNase測序（DNase-seq）是進行全基因組DHS分析的常用方法，不過DNase-seq需要數(shù)百萬細胞，大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。去年十一月開發(fā)了在單細胞中檢測全基因組DHS的超靈敏策略，并將其命名為單細胞DNase測序（scDNase-seq）。
表觀遺傳學(xué)修飾可以在不改變DNA序列的情況下調(diào)控基因的活性，對于人類發(fā)育、人類疾病和環(huán)境影響有深遠的意義。DNA甲基化是zui常見的一種表觀遺傳學(xué)修飾，廣泛參與了細胞對基因表達的控制，在細胞生長、細胞分化、細胞增殖和疾病狀態(tài)中起到了關(guān)鍵性的作用。2014年7月，雜志發(fā)布了單細胞重亞硫酸鹽測序（scBS-seq）技術(shù)。該技術(shù)可以對單個細胞的所有DNA甲基化進行全基因組分析，幫助人們進一步理解胚胎的發(fā)育機制，更好的進行癌癥和*孕*育的治療。
單細胞蛋白質(zhì)分析
談到單細胞蛋白質(zhì)分析，我們不能不提質(zhì)譜流式細胞技術(shù)（mass cytometry）。這種技術(shù)是流式細胞技術(shù)與質(zhì)譜分析技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的結(jié)晶，利用質(zhì)譜原理對單細胞進行多參數(shù)的檢測。它繼承了傳統(tǒng)流式細胞儀的高速分析的特點，又具有質(zhì)譜檢測的高分辨能力，是流式細胞技術(shù)一個新的發(fā)展方向。質(zhì)譜流式細胞技術(shù)能在單細胞水平上同時分析超過40種細胞參數(shù)，*的增強了流式細胞分析評估復(fù)雜細胞系統(tǒng)和過程的能力。
