我室杨朝勇教授/林世超副研究员团队应邀撰写的综述性论文“Metabolic RNA Labeling-Enabled Time-Resolved Single-Cell RNA Sequencing”于近日在线发表在美国化学会旗下刊物Accounts of Chemical Research（DOI：10.1021/acs.accounts.6c00010），系统介绍了团队近年来在RNA代谢标记赋能的时间分辨单细胞转录组测序领域的阶段性研究成果，并提出了未来的发展方向。

  细胞基因表达是具有显著细胞异质性的动态过程，会随着胚胎发育、疾病进展以及外部环境刺激而不断变化。解析细胞基因表达动态及其分子机制对于理解生命运行规律、揭示疾病发生发展机制和推动疾病精准诊疗都具有重要意义，也契合健康中国的国家重大战略需求。然而，当前主流的基因表达分析技术（如单细胞转录组测序技术）大多选取某一时间点的细胞进行研究，这种“静态快照”只能获得细胞瞬时的基因表达状态，无法记录时间维度上连续的基因表达动态信息，也无法揭示RNA合成与降解过程如何共同影响RNA的动态变化，难以真实反映细胞的基因表达调控规律。

针对上述基因表达分析技术的瓶颈问题，团队结合RNA代谢标记化学工具与单细胞转录组测序，开发了一系列时间分辨的单细胞转录组测序新方法。团队利用核苷酸类似物参与RNA转录，标记新生RNA，再结合团队前期开发的基于尺寸排阻原理与准静态流体力学的高通量单细胞转录组测序平台，实现一次测序获得数千个单细胞上万种基因的表达动态。团队进一步提出多色标记的策略，通过两种核苷酸类似物序贯标记，分别记录RNA降解和RNA合成过程，可在单次实验中对数千个单细胞分别同时测量数千种基因的RNA合成与降解速率，系统阐明RNA合成与降解速率协同调控基因表达的机制。为了将基因表达动态研究从细胞系拓展至动物模型，团队发展了活体RNA代谢标记技术，成功标记组织细胞新生RNA并解析单细胞基因表达动态，填补了活体组织内异质细胞RNA动态信息测量工具的空白。团队还进一步提出了整合时间分辨单细胞转录组测序数据与空间转录组测序数据的研究新范式，结合时间和空间维度信息，更加全面解析组织细胞基因表达动态与空间互作，为深入理解基因表达时空动态调控机制提供了新思路。这些RNA代谢标记赋能的时间分辨单细胞转录组测序新方法推动了基因表达分析技术从静态到动态、从体外到体内的转变，为解析生理与病理动态过程的调控机制以及发展疾病精准诊疗技术提供了重要的化学测量工具。

本综述论文的第一作者为我院2019级博士生尹坤（现为上海交通大学博士后）。研究工作得到了国家自然科学基金（22293031, 22293030, 22204134, 22404106, 22521102)）、教育部基础学科和交叉学科突破计划（JYB2025XDXM507）、福建省自然科学基金（2025J09060）、中国博士后科学基金（2025T180297）等项目的资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6c00010