為推動我國生物信息學(xué)的學(xué)科發(fā)展和創(chuàng)新研究，充分展示和宣傳我國生物信息學(xué)領(lǐng)域的重大研究成果，《基因組蛋白質(zhì)組與生物信息學(xué)報(bào)》（Genomics, Proteomics & Bioinformatics, 簡稱GPB）組織評選了2018年度、2019年度、2020年度和2021年度“中國生物信息學(xué)十大進(jìn)展”。在此基礎(chǔ)上，GPB繼續(xù)組織2022年度評選活動，經(jīng)過推薦、初選和復(fù)選程序，3月3日公布了2022年度“中國生物信息學(xué)十大進(jìn)展”評選結(jié)果，華大生命科學(xué)研究院的“Stereo-seq繪制高精度生命全景時(shí)空基因表達(dá)地圖”入選。

細(xì)胞是生命的基本功能單元。細(xì)胞類型、定位和細(xì)胞間通訊的分析對于理解器官功能、個(gè)體發(fā)育、人類疾病和物種器官演化至關(guān)重要。華大生命科學(xué)研究院汪建、徐訊主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、鄭州大學(xué)、深圳灣實(shí)驗(yàn)室、廣東省基因組讀寫實(shí)驗(yàn)室等多家機(jī)構(gòu)基于自主DNA納米球測序技術(shù)，研發(fā)了高精度大視場時(shí)空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，將認(rèn)識生命的分辨率推進(jìn)到了500 nm的亞細(xì)胞級。

相比過去同類技術(shù)，時(shí)空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq分辨率提升了200倍。基于該技術(shù)，華大首次繪制了小鼠胚胎發(fā)育過程中迄今為止最高精度最全面的時(shí)空基因表達(dá)數(shù)據(jù)集，在全胚胎尺度分析了細(xì)胞類型的空間多樣性，并配套開發(fā)了時(shí)空組學(xué)數(shù)據(jù)分析平臺和在線交互數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，華大主導(dǎo)發(fā)起了時(shí)空組學(xué)國際聯(lián)盟（STOC），吸引了來自30多個(gè)國家200多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)參與。

2022年5月4日，Cell出版社官網(wǎng)以時(shí)空組學(xué)聯(lián)盟（STOC）專題的形式發(fā)布了高精度生命全景時(shí)空基因表達(dá)地圖系列成果。其中，小鼠胚胎發(fā)育時(shí)空圖譜相關(guān)成果以封面文章的形式在Cell發(fā)表，斑馬魚、果蠅、擬南芥時(shí)空圖譜相關(guān)成果以封面文章的形式在Developmental Cell發(fā)表。

斑馬魚、果蠅、擬南芥時(shí)空圖譜發(fā)表于

Developmental Cell?

時(shí)空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq的應(yīng)用為認(rèn)知器官結(jié)構(gòu)、生命發(fā)育、人類疾病和物種演化提供全新方向。

2022年9月2日，研究人員利用Stereo-seq繪制了全球首個(gè)蠑螈端腦發(fā)育及再生的時(shí)空單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，鑒定了蠑螈端腦再生過程中的重要神經(jīng)干細(xì)胞亞型（reactive ependymoglial cell, reaEGC），并比較了其狀態(tài)與發(fā)育時(shí)期神經(jīng)干細(xì)胞的相似性。該研究成果于北京時(shí)間9月2日發(fā)表于國際期刊Science上。

2022年9月，研究人員利用包括Stereo-seq等在內(nèi)的scRNA-seq、空間轉(zhuǎn)錄組測序聯(lián)合分析方法，在黑色素瘤中鑒定出一群數(shù)量有限但能有效支持腫瘤生長的致瘤細(xì)胞群，為開發(fā)黑色素瘤的早期檢測以及制定治療措施提供幫助。該研究成果于北京時(shí)間9月21日晚發(fā)表在Nature上。

Stereo-seq相關(guān)研究成果半年內(nèi)在國際頂級學(xué)術(shù)期刊陸續(xù)發(fā)表，迅速實(shí)現(xiàn)Nature、Science、Cell期刊大滿貫，在國際上引起了熱烈反響。為推動時(shí)空組學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，2023年1月，在深圳大科學(xué)計(jì)劃管理機(jī)制支持下，華大生命科學(xué)研究院牽頭發(fā)起“人類時(shí)空組學(xué)”大科學(xué)計(jì)劃，將聯(lián)合全球不同國家的頂級科研機(jī)構(gòu)，以時(shí)空組學(xué)源頭性、顛覆性技術(shù)為支撐，共同制定技術(shù)路線和質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，共同制定數(shù)據(jù)的存儲和計(jì)算的架構(gòu)和方案，圍繞人類器官時(shí)空圖譜、人類發(fā)育時(shí)空圖譜、人類疾病時(shí)空圖譜等重大問題展開大科學(xué)研究，做到樣本共享、平臺共享、技術(shù)共享、工具共享、數(shù)據(jù)共享，推動重新認(rèn)知生命起源。

生命科學(xué)的進(jìn)步有賴于技術(shù)及工具的發(fā)展。作為新時(shí)代的分子“顯微鏡”，時(shí)空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq將推動繼顯微鏡和DNA測序技術(shù)以來的生命科學(xué)領(lǐng)域第三次科技革命，助力器官圖譜、疾病病理、個(gè)體發(fā)育和生命演化等研究領(lǐng)域的深入探索。