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华中农业大学农业微生物国家重點實驗室曹罡教授到院学术交流

發表日期:2021-04-29供稿:中科院再生生物学重點實驗室 王莉來源:放大 縮小

  4月27日,华中农业大学农业微生物国家重點實驗室曹罡教授应邀到中國科學院广州生物医药与健康研究院做学术报告交流。报告围绕Development and Application of Biomacromolecule Spatial-Omics,介绍了曹罡教授实验室开发的多种空间测序技术。本次报告由彭广敦研究員主持。 

  曹罡教授從DNA、RNA、蛋白質的空間測序以及空間整合connectome四個方面展開報告。在DNA空間測序的報告內容中,曹罡教授團隊不僅發現在從單核細胞-巨噬細胞-M1型巨噬細胞轉化過程中的細胞核形態變化,同時發現在細胞類型轉化過程中三維基因組的互作變化,得出在細胞的分化過程中或許伴隨著基因共表達系數TAD的降低過程。此外,通過三維基因組學的分析方法,發現了DNA病毒在入侵細胞基因組時,NF-kB在介導病毒DNA入侵宿主細胞過程中的作用,並經過進一步的探索,找到可抑制其作用的維生素藥物。 

  在RNA空間轉錄組測序部分,曹罡老師的技術原理不同于當前基于二代測序的技術,而是在原位進行轉錄組擴增的同時結合原位成像基數,從而實現組織的原位的轉錄組測序。稱爲SSIP-seq的原位轉錄組測序技術,結合pair-end的測序方式,不僅可以實現高達20%的轉錄組捕獲率,還可以實現亞細胞的分辨率、檢測到轉錄本上的堿基突變。 

  當談到蛋白質的空間測序時,不同于傳統的多輪抗原-抗體組合方式,曹罡教授的團隊在抗體的末端連接了一段寡核苷酸,將蛋白的檢測轉化爲對核酸的檢測,從而實現對空間蛋白互作的解析,該方法比傳統的蛋白檢測方法靈敏度可高達100倍。同時,曹教授開發的Pai-FISH方式,也有趕超RNAscope的勢頭。 

  最后,结合曹罡教授的神经生物学以及神经病原学的生物学背景,设计病毒携带不同的barcode片段,而后将病毒注射到脑内核团,利用病毒将barcode带到不同的脑区位置。以Virus-tracing 的方式,结合最终的测序来解析神经元之间的关系,建立脑内的神经环路,该方法有望用于神经疾病的相关研究。 

  報告結束後,曹罡教授針對在場學生及研究人員提出的不同問題,給出了詳細的回答。 

講座現場

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