中国青年报客户端深圳5月5日电（中青报·中青网 记者 刘芳）5月4日晚，深圳华大生命科学研究院联合多家机构在Cell出版社官网以时空组学联盟（STOC）专题的形式发布了全球首批生命时空图谱。这是首次从时间和空间维度上对生命发育过程中的基因和细胞变化过程进行超高精度解析，为认知器官结构、生命发育、人类疾病和物种演化提供全新方向。
研究人员利用华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq，首次绘制了小鼠、斑马鱼、果蝇、拟南芥四种模式生物胚胎发育或器官的时空图谱。其中，利用高精度大视场Stereo-seq技术绘制的小鼠胚胎发育时空图谱相关成果在《细胞》（Cell）期刊在线发表，斑马鱼、果蝇、拟南芥时空图谱相关成果在《细胞》子刊《发育细胞》（Developmental Cell）在线发表。
时空组学技术Stereo-seq，具有亚细胞分辨率与厘米级视场，堪称“超广角百亿像素生命照相机”，同时“拍到”组织里每个细胞的基因信息和空间位置，其使用的芯片是研究人员基于华大自主研发的DNBSEQ测序技术研制的具有空间位置信息的、阵列式排布的DNA纳米球空间捕获芯片。该芯片可以实现超高精度和超大视野的生命分子成像，其分辨率可达500纳米（单个细胞可被400个像素点捕获），实现亚细胞定位。同时，该技术还可以达到最大13厘米 x 13厘米的超大视野，实现器官和生命全景分子细胞图谱的绘制。
“通过Stereo-seq技术，人类首次以500纳米的空间分辨率实现了生命全景时空图谱的绘制。在过去，要做几千甚至上万次的实验才能完成的时空图谱，现在，在华大自主研发的时空芯片上，只需一次定位就能实现。这是生命科学工具的里程碑式突破。”《细胞》论文第一作者、深圳华大生命科学研究院时空组学首席科学家陈奥表示。
17世纪，人类通过显微镜第一次看到了生命的微观结构——细胞；20世纪，DNA测序技术让科学家第一次解析了生命大分子——DNA。如今，Stereo-seq技术不仅可以精确地了解每个细胞内的分子表达，还能定位该细胞的空间位置。如果我们把拥有37万亿个细胞的人体比作我们赖以生存的地球，之前的技术或许能让我们了解地球上有哪些生物，而Stereo-seq技术则可以让我们看到每个生物分布在哪个国家，哪个地区，哪个城市，还能看到他们在做什么，怎么和其他物种交流，甚至，看到他们的过去和未来。
“时空组学技术的出现，实现了生命在时间和空间维度上细胞‘地图’的全面绘制，让我们可以在细胞甚至亚细胞分辨率下，观察到正常状态和疾病状态下分子和细胞的分布及细胞之间的互作情况，真正实现了从高精度结构的角度去理解功能，这将大大推动我们对于生命复杂性和人类疾病的全面认知。”系列论文的共同通讯作者之一、深圳华大生命科学研究院单细胞组学首席科学家刘龙奇表示。
中国工程院院士曹雪涛表示，华大在时空组学技术和应用方面实现的重大突破，是生命科学领域方法学的突破，也是我国在核心技术自主研发方面领先世界的一个范例和里程碑。通过时空组学技术，科学家们已经可以实现在大尺度范围内进行器官的细胞组成和细胞互作的分析，这些信息将极大帮助我们理解人类的发育、衰老和重要疾病的发生发展机制。例如，在肿瘤或者衰老器官中，时空组学技术能够帮助我们理解免疫细胞、机制细胞和器官内主要细胞类型之间的关系发生了哪些改变，背后调控的机制又是什么，生理和病理意义是什么，相信这些信息将为人类疾病的预防、诊断与治疗带来革命性的突破。
