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细胞出版社以形式发布了生命全景时空图谱。4篇论文不仅展现出动植物器官形成过程中，细胞的动态演化，还将加深我们对生命演化的认识、有望为遗传疾病开发全新疗法。

其中，介绍小鼠胚胎发育时空图谱的论文刊登于《细胞》杂志，另外3篇分别展示果蝇、斑马鱼和拟南芥时空图谱的论文发表于《细胞》子刊《发育细胞》。

完成这一系列研究的，是由深圳华大生命科学研究院联合多家研究机构组成的时空组***盟（STOC）。研究团队的目标是绘制不同动植物物种在发育过程中的时空图谱。时空图谱反映了细胞在生物体内的时间与空间演化，可以帮助研究人员识别组织内特定细胞的特征，对于理解疾病的形成、筛查疾病有着重要意义。但是，时空图谱的绘制往往需要成千上万次实验。

在这一系列***新研究中，时空组***盟使用的是一项全新的时空组学技术：Stereo-seq。借助Stereo-seq技术，科学家可以追溯细胞的精确位置、看清它如何与相邻的细胞相互影响。仅需1次定位，就可以完成传统手段需要上万次尝试才能获取的时空图谱。

Stereo-seq是如何实现这一巨大飞跃的？其技术核心在于DNA纳米球阵列与原位DNA捕捉技术的结合：前者可将小的DN***段扩增；后者则确保了在活体生物中实现实时成像。由此，Stereo-seq的分辨率可达500纳米，视野也可以达到13×13厘米，超高的分辨率和超大视野使得科学家能研究较大的组织上单细胞尺度的变化。

▲Stereo-seq可以让科学家获取高分辨率的转录组学信息

“这项研究使得单细胞测序进入全新的阶段，科学家可以在正在发育的小鼠胚胎中，以极高的分辨率和测序深度分析组织，”《细胞》论文共同作者，剑桥大学临床医学院院长Patrick Maxwell教授表示，“该技术还将加深我们对哺乳动物发育、组织形成等问题的理解，让我们深入认识发育过程、正常的组织功能与疾病机制。”

在其中一篇《细胞》论文中，研究团队使用Stereo-seq检验了小鼠第9.5-16.5天之间的早期胚胎发育过程。在此期间，胚胎正在快速发育，细胞数量从数十万增长***数千万。利用Stereo-seq，研究团队在8天中共获得53张胚胎发育的“照片”，它们共同组成了小鼠器官形成的时空图谱，以单细胞分辨率和高灵敏度描绘了小鼠器官发育、形成过程的过程。

▲Stereo-seq以单细胞分辨率剖析了成年小鼠大脑结构

这张小鼠的时空图谱展示了30万个细胞的精确位置。由此形成的全景图谱可以让科学家深入理解细胞差异的分子基础、大脑组织发育的差异，并且帮助揭示遗传疾病的发病机制。

例如，Robinow综合征是一种典型的出生缺陷，患儿会出现唇腭裂、肢体短小等症状。此前的研究已经发现了与这种疾病相关的基因，但这个基因如何导致症状却是未知数。研究团队在小鼠胚胎发育过程中对该基因进行定位，发现其在小鼠的嘴唇和脚趾中高度表达。因此，如果该基因出现突变，那么唇腭和肢体发育就可能出现异常。

▲研究揭示了小鼠器官形成的时空图谱

在其他两篇论文中，研究团队同样构建了斑马鱼和果蝇的胚胎发育时空图谱。这些进展为研究胚胎发育模式与相关分子的机制开启了新的手段，也为揭示胚胎演化奠定了基础。

在***后一篇论文中，研究团队通过对拟南芥的研究，解决了一个长期的难题：对植物叶片和其他组织进行单细胞分辨率的空间组学研究。他们证实，该技术能应用于植物学和作物育种的研究，帮助揭开抗旱、耐高温、耐盐作物背后的基因机制。

作为生命全景时空图谱的开端，这4篇论文共同展现了这一技术广阔的应用前景。值得一提的是，专题页面还展示了4篇预印本论文，其中就包括一张肿瘤发生过程时空图谱。我们期待，这项新技术将我们对生命演化与疾病机制的理解，推向全新的阶段。

DNA提取磁珠可以有效的从标本中提取基因组DNA、病毒DNA或游离DNA，采用化学合成的方法将四氧化三铁进行特殊的处理，使其粒径达到均一化分散，再通过特殊的材料进行官能基团（如硅羟基、羧基）的包覆。包覆官能基团后，磁珠具备了核酸吸附能力，配合核酸提取仪，可以自动化的提取DNA和RNA。

卵子与精子的相遇象征着哺乳动物生命的起点，但从卵母细胞成熟到受精卵形成之后，基因转录并不是活跃进行的，相反，基因组在这一段时间内处于沉默的状态，直到一个关键的过程到来——合子基因组激活（zygotic genome activation，ZGA）。

ZGA发生在受精卵***的特定阶段，例如对于人类，出现在8细胞时期。这时，基因组迅速激活并大量表达。作为生命起始时的***次转录事件，同时也是启动胚胎发育进程的关键事件，ZGA的重要意义不言而喻，但这个过程仍未被完全理解清楚。例如，尽管启动ZGA的关键转录因子在其他物种中被陆续发现，但启动人类ZGA的关键转录因子仍然是一个未解之谜。

在***新一期《科学》杂志中，清华大学生命学院颉伟教授团队与山东大学生殖医学研究中心陈子江院士、赵涵教授团队合作，绘制了人类卵子向早期胚胎转变过程中的翻译图谱，进而揭示了人与小鼠（人-鼠）早期胚胎翻译组动态变化的差异性和保守性，并鉴定出了人类合子基因组激活的关键调控因子。

在哺乳动物卵子向早期胚胎转变的过程中，翻译在减数***、合子基因组激活和早期胚胎发育过程中扮演了重要角色。为了更准确地得到相同样品的翻译组与转录组信息从而用于深入分析，同时为了节省人类卵子及早期胚胎样品，研究团队结合超灵敏翻译组测序技术（Ribo-lite）和转录组测序技术（Smart-seq2），开发出一项可以进行翻译组与转录组联合测序的新技术——Ribo-RNA-lite（简称R2-lite）。

经翻译组分析比较发现，在卵子向早期胚胎转变过程中，人-鼠同源基因中有一半呈现保守的翻译水平动态变化趋势，而另一半呈现出不同的翻译水平动态变化趋势。这些广泛的翻译水平差异来自编码表观遗传重编程因子、小RNA生物学合成酶等基因。

研究发现，不同物种间翻译变化的差异，部分是由3'非翻译编码区（3’ UTR）关键调控序列的差异排布导致的。因此，研究证实了3’ UTR多样性对于调节RNA翻译的物种间差异性与保守性，起到了***关重要的作用。

此外，研究团队从翻译组数据中发现，一组同源域（Homeobox）转录因子在人类合子基因组激活阶段附近呈现高翻译活性，这些转录因子包括母源因子TPRXL以及在初级ZGA时期开始表达的TPRX1和 TPRX2。它们潜在的DNA结合基序在ZGA基因的远端开放染色质区域（即可能的增强子）上高度富集。因此，这些转录因子可能就是ZGA过程的关键调控因子。

为了验证这一点，研究团队开展了进一步的实验。结果，联合敲低TPRX1/2/L会导致胚胎发育和ZGA的明显缺陷，大约31%的ZGA基因被下调。此外，在人类胚胎干细胞中，过表达TPRX1/2会结合并激活一部分ZGA基因。这些下游基因包括有多个转录因子，说明TPRX1/2/L可以靶向下游转录因子从而进一步启动下游转录事件。

综上所述，这项研究揭示了人-鼠早期胚胎翻译组动态变化的差异性和保守性，并且鉴定出了人类ZGA过程的关键调控因子TPRXL、TPRX1和 TPRX2。

▲通过人类卵子和早期胚胎翻译组与转录组联合测序，研究揭示了翻译调控机制和合子基因组激活关键因子

对于这项突破的意义，论文共同***作者，清华-北大生命科***合中心博士研究生邹卓宁解释道：“合子基因组激活（ZGA）的正常进行对于胚胎发育进程，以及母源-合子转变过程的推动都起着重要的作用。配子形成、受精作用以及早期胚胎发育等过程中的缺陷都可能是临床上不孕不育症的形成原因。理解ZGA以及早期胚胎发育过程中的分子机制（如重要调控因子的发现），可能可以为人们进一步理解人类不孕不育症的病因、帮助不孕不育症的治liao，以及提升辅助生殖技术中胚胎的成活率等提供理论基础。”

世界各国政府已下令采取措施遏制coronavirus的大流行，但这并不够。每天，世界各地有成千上万的人受到感染。为此，医院承受着巨大的压力，要为大量需要重症监护的coronavirus病人做好准备。随着感染数量的持续增加，对救生YL设备的需求也不断增加。

KNF泵是YL应用中不可或缺的一部分。在以下文章中你将了解KNF泵是如何支持coronavirus病人康复的详细信息。

Respirator里“跳动的心脏”

呼吸窘迫是coronavirus令人恐惧的症状之一。在开发出疫苗或有效药物之前，respirator是对危重患者来说非常重要的ZL设备。

当患者的肺部因感染而严重发炎，氧气在呼吸时无法到达肺部的微小气道（肺泡）。这类患者就需要依靠机械通气来将氧气送入到他们的肺部气道中。

由于KNF隔膜泵是众多型号respirator的主要部件，因此KNF也是主要respirator厂商的一级供应商。作为respirator系统的“心脏”，我们的N838.0多头隔膜气泵为呼吸困难的患者提供清洁的压缩空气。泵由速度可调的直流无刷电机（BLDC motor）提供动力，将空气压过滤器，气体蓄压器和调节器，保证气体在提供给患者之前已完成清洁和准备工序。

为了满足疫情大流行期间respirator厂商不断增长的需求，我们将某些类型的泵的产量增加至正常产量的十倍之多。

帮助肺部在呼吸透析中恢复

帮助肺部在呼吸透析中恢复

当严重感染的肺部不再能够将氧气传输到患者的血液中，或排出威胁生命的高浓度二氧化碳时，仅通过respirator提供氧气，已经不能满足ZL要求。当无法维持氧气水平时，医生可能会考虑采取其他措施，例如体外二氧化碳清除（ECCO2R），以挽救患者的生命。

这样可以给肺部充足的恢复时间，而不需要促进保护性通气或插管，从而降低机械通气相关并发症，减少镇静药物的不良反应。ECCO2R也被用于协助病人脱离respirator，帮助他们的肺恢复力量，在没有外部帮助的情况下进行呼吸。

KNF 的多头 NMP850.0 隔膜气泵在该类系统中的作用是使氧气通过交换膜和疏水性过滤器，从而确保供给给血液的氧气的清洁和安全。

二氧化碳检测仪采样

二氧化碳检测仪采样

特别是对于因严重呼吸困难而失去知觉或无法表达的患者，医务人员依靠相关仪器获知他们的健康状况。在重度感染的coronavirus患者中，进行呼吸监测对于得出有关其肺功能的诊断至关重要。

二氧化碳监测仪是麻醉或重症监护的重要仪器。它可提供呼吸气体中呼出二氧化碳（CO2）的浓度或分压等数据。使医护人员能够评估患者的肺功能，并在需要时采取挽救生命的措施。为了评估呼吸，从患者的呼吸回路或respirator中抽取排出的空气作为样本，这需要紧凑且无泄漏的真空源。

KNF 微型隔膜泵通常用于采样并将采集的气体通过管路传输到远程监控仪器中的传感器。用于二氧化碳监测仪的KNF隔膜泵产品通常是采用可调速直流无刷电机的 NMP03 至 NMP015。

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我们如何为您提供支持

如何为您提供支持？

YL设备可以帮助挽救coronavirus患者的生命。清洁可靠的组件是提供可行的ZL的前提。在KNF，我们理解并预见YL行业客户的需求。

所有KNF隔膜泵均提供无油运行，纯净的介质传输，密封，GX且可定制。针对特定应用需求可对规格进行量身定制，如尺寸，电机，控制，电压，化学惰性，安全性，振动，噪声和耐温性等。

联系我们的 KNF 工程师共同讨论您的需求吧。