一個(gè)普通的周末，北京大學(xué)生物學(xué)院的學(xué)術(shù)報(bào)告廳里，人群在門廳擠得水泄不通。座位不夠，許多人只得站在后排。他們在聽一項(xiàng)最新成果的講座 ——2013年12月20日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》雜志發(fā)布了世界上首個(gè)人類女性個(gè)人遺傳譜圖。這是新一代基因測序技術(shù)與醫(yī)學(xué)臨床研究結(jié)合的成果。

    北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心湯富酬研究組、謝曉亮研究組和北京大學(xué)第三醫(yī)院喬杰研究組攜手，在題為《單卵母細(xì)胞的基因測序》的論文中，應(yīng)用單細(xì)胞高通量測序技術(shù)，首次詳細(xì)描繪了人類單個(gè)卵子的基因組，并將這種新方法應(yīng)用到人類體外輔助生殖中。

    卵子本身的遺傳缺陷，可能會(huì)導(dǎo)致胚胎在發(fā)育時(shí)候夭折。有了單細(xì)胞測序技術(shù)，在不孕不育癥患者的卵子被用于胚胎移植之前，研究人員就能夠通過 分析卵子的兩個(gè)極體細(xì)胞推斷獲得卵子本身的全部基因組信息，從而減少嚴(yán)重先天性遺傳缺陷嬰兒的出生。以前還從來沒有人通過這條途徑取得成功。

    ——— 面臨挑戰(zhàn) ———

    如何用單個(gè)細(xì)胞破譯基因組

    基因測序并不新鮮。通過對遺傳物質(zhì)進(jìn)行測序，人們就能獲得生物的基因圖譜，并以此為基礎(chǔ)破譯生命密碼。

    10%—15%的育齡夫婦被不孕不育困擾，而35年來，試管嬰兒是最主要的解決方法。醫(yī)學(xué)界認(rèn)為，將基因測序用于輔助生殖，可以降低遺傳風(fēng) 險(xiǎn)，為育齡夫婦減輕困擾，也降低社會(huì)撫養(yǎng)負(fù)擔(dān)。目前廣泛應(yīng)用在體外受精過程中的遺傳分析技術(shù)，是通過從胚胎中分離出一個(gè)或幾個(gè)細(xì)胞來確定胚胎的染色體數(shù)目 或篩查特定的基因突變。

    北大第三醫(yī)院的婦產(chǎn)科主任喬杰認(rèn)為，與全基因組測序分析方法相比，這些傳統(tǒng)遺傳分析方法得到的遺傳信息量很有限，而且從正在發(fā)育的胚胎中取出一個(gè)細(xì)胞也有可能會(huì)影響胚胎的后續(xù)發(fā)育。

    傳統(tǒng)的基因測序方法，是將生物樣本中的DNA物質(zhì)用簡單的化學(xué)辦法分離出來，再用特定的化學(xué)物“剪裁”成短片段，然后從這些短片段的信息中推斷出DNA長鏈的原貌。而測出來的DNA并非某個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)，而是幾百萬個(gè)細(xì)胞的共同特征。

    測序需要的樣品量不大，在人的舌頭上輕輕一刮就夠，但許多研究仍然收集不到這么多材料。舉個(gè)例子，古生物化石里提取的活性物質(zhì)，可能已經(jīng)沒幾條完整的染色體了。

    再比如，要測出用于試管嬰兒的卵子有哪些遺傳缺陷，是否會(huì)在胚胎期遇到障礙，除了測卵子或者附屬于它的極體細(xì)胞外，別無它法。

    如果能用單個(gè)細(xì)胞就能測出一個(gè)人的基因組，就好辦多了。然而無論是分析這些卵子附屬結(jié)構(gòu)（極體細(xì)胞）還是分析單個(gè)胚胎細(xì)胞，醫(yī)生和研究者們都面臨著一個(gè)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，那就是如何從樣品中獲得足夠多的用于遺傳檢測的DNA。