細胞是所有生物體的基本組成部分,在維持生命活動中起着至關重要的作用。作為細胞異質性研究的重要工具,近年來單細胞轉錄組測序技術蓬勃發展,促使生物學研究進入單細胞水平的時代。然而,在植物學領域,單細胞的研究仍處于起步階段,可用資源非常有限,且單細胞懸浮液(即原生質懸浮液)的制備和細胞簇的注釋仍然是阻礙其研究的兩大主要障礙。
近日,Plant Biotechnology Journal在線發表了棉花遺傳改良團隊的題為《Plant Single Cell Transcriptome Hub (PsctH): an integrated online tool to explore the plant single-cell transcriptome landscape》論文,開發了植物單細胞轉錄組綜合數據庫(PsctH),PsctH提供迄今最為綜合全面的植物單細胞Marker基因資源和單細胞研究的workflow數據庫的鍊接為:http://jinlab.hzau.edu.cn/PsctH/。
PsctH主要包括植物單細胞懸浮液的制備手冊,植物單細胞轉錄組分析流程的個性化定制,植物單細胞Marker基因資源和植物單細胞測序原始數據集四大闆塊,綜合了單細胞研究的整個過程。
不同于動物細胞,細胞壁的存在使得植物單細胞懸浮液的制備更加困難。根據實驗室前期原生質體解離實驗經驗,作者比較和評估了用于制備原生質體的不同方案,并提供了一套可行和高效的植物單細胞懸浮液制備手冊,其中包括組織樣品的制備和分離、酶解消化、純化以及單個細胞完整性檢測。同時,還提供了靈活的植物單細胞轉錄組(scRNA-seq)分析流程,包括質量控制、标準化、聚類和标記基因鑒定過程。同時考慮到單細胞研究的複雜性和大數據量,暫時并未提供相應的在線分析,而是通過配置關鍵參數以獲得特定的R語言分析腳本。此外,還提供了配置數據分析的R環境文件(SingleCellCondaEnvironment.yml),研究人員可以通過conda再現單細胞轉錄組的分析環境,來運行之前獲得的R腳本。
另一方面,由于缺乏有效的Marker基因資源,植物單細胞研究通常需要花費大量的時間來進行RNA原位雜交或報告基因的遺傳轉化來為細胞簇的組織類型鑒定提供可靠的實驗證據。因此,作者通過收集目前植物單細胞研究,獲取到來自5種植物(拟南芥、玉米、水稻、花生和番茄)的9個組織或亞組織的51種細胞類型的共計98個Marker基因(均經過RNA原位雜交或報告基因驗證),并在PsctH的MarkerGeneDB欄目進行保存和展示。
此外,PsctH還提供目前植物單細胞測序原始數據集,植物單細胞文獻的挖掘等功能。伴随單細胞研究的快速發展,數據庫也采用定期跟新(包括新的功能和現有數據庫内容,特别是Marker基因資源)的原則,也歡迎該領域研究人員提供相關資源和建議。
原文鍊接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13725
