著名学者庄小威发表研究新成果新方法助力单细胞RNA分析
系统性分析单细胞的RNA丰度和空间定位，有助于我们理解细胞和发育生物学的许多方面。单分子荧光原位杂交（smFISH）是在单细胞中研究RNA拷贝数和空间定位的有力武器。去年四月，哈佛大学著名学者庄小威（Xiaowei Zhuang）教授在Science杂志发布了高度多重化的smFISH成像技术——MERFISH。这种突破性技术能在单细胞水平上实现空间分辨的高度多重化RNA分析。
现在，庄小威团队找到了提高MERFISH性能的好办法。他们在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，详细介绍了一种特殊的样本处理方法。文章指出，高度多重化的单分子FISH可以在单细胞中实现空间分辨的基因表达图谱分析。然而，FISH探针脱靶结合和细胞自体荧光带来的背景，限制了该技术的一些重要应用，特别是在多重化程度更高、成像短RNA和组织样本的时候。
为此，研究人员开发了一种清理样本的方法。首先他们鉴定了FISH探针与细胞组分的脱靶结合，这是FISH背景的一个主要来源。为了去除这种背景，研究人员将样本嵌入聚丙烯酰胺，把RNA锚定在聚丙烯酰胺基质中，随后清除细胞的蛋白和脂质。这些蛋白和脂质也是细胞自体荧光的来源。
研究人员在清理过的样本中通过MERFISH检测了130个RNA的拷贝数。研究显示，样本清理使探针脱靶结合和细胞自体荧光的背景显著减少，但没有造成明显的RNA损失。这种处理不仅改善了MERFISH的检测效率和检测极限，还允许MERFISH拓展到四色通道，让检测通量大大提升。研究人员还用这种方法对小鼠脑部的复杂组织样本进行了MERFISH分析。
庄小威是著名的华裔女科学家，早年毕业于中国科技大学少年班，34岁时成为了哈佛大学的化学和物理双学科正教授，是哈佛物理系和化学系少有的双科教授。2012年庄教授当选为美国国家科学院院士，刷新了美国科学院最年轻华人院士的纪录。她所研发的超高分辨率技术STORM与诺奖得主Eric Betzig的成果不相伯仲，却和2014年的诺贝尔化学擦肩而过。
庄小威教授领导的团队前不久开发了一种成像方法。他们用这种方法绘制了单条染色体上多个区域的位置，揭示了一些染色质结构域和隔间（compartment）的空间组织形式。这一研究成果发布在8月5日的《科学》（Science）杂志上。
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