
近日,世界经济论坛发布《2023年十大新兴技术报告》,报告评选了未来最有潜力对世界产生积极影响的十大新兴技术,空间组学入选其中。同时入选的技术包括柔性电池、生成式人工智能和可持续航空燃料等。
世界经济论坛的10大新兴技术报告已发布11年,每年都会预测一些鲜为人知但却具有全球影响力的技术。例如,2015年的基因工程编辑工具CRISPR-Cas9,在5年后获得了诺贝尔奖,目前在世界各地的农业应用中取得了重要成果,如培育抗旱、抗虫作物,提高对恶劣生长环境的适应力等。此次入选的空间组学技术是近年来备受关注的新兴技术。在空间信息的基础上,再增加一个时间维度,从空间和时间两个维度研究细胞及分子在组织中的定位和功能,即“时空组学”。华大作为时空组学领域的重要推动者,在2020年发布了自主研发的时空组学技术Stereo-seq。Stereo-seq是一项基于DNA纳米球测序芯片自主研发、可实现超高通量和超高精度的全景式时空转录组技术,它将认识生命空间的分辨率提高到了500nm的亚细胞层级,相比国际同类技术分辨率提升了40,000倍。 2022年5月,Cell出版社官网以专题的形式发布了全球首批生命时空图谱。其中,小鼠胚胎发育时空图谱以封面文章形式在Cell发表,斑马鱼、果蝇、拟南芥时空图谱在Developmental Cell发表。这是人类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。

除了生命发育研究领域,Stereo-seq凭借“纳米级分辨率”和“厘米级全景视场”的优势,也助力研究人员在脑科学和疾病研究上取得重要成果。2022年9月,研究人员利用Stereo-seq绘制了全球首个蝾螈脑再生时空图谱,鉴定了蝾螈端脑再生过程中的重要神经干细胞亚型,该研究成果以封面文章形式在Science发表,对人类神经系统损伤修复或退行性疾病的治疗及再生医学应用具有关键意义。
2023年7月,研究人员基于华大自主研发的时空组学技术与高通量单细胞核转录组测序技术,绘制了全球迄今最完整的灵长类脑细胞图谱,树立了脑科学发展新的里程碑,为脑疾病的研究提供了新的基础。相关成果发表于Cell。

为推动时空组学技术在生命科学各个领域的广泛应用,华大联合国内外顶尖科学家团队于2022年5月共同发起了时空组学联盟(STOC)。目前,时空组学联盟已有来自35个国家的逾270位顶尖科学家加入,跨越生物、数理化、工程、计算机等多个学科。未来,华大将携手更多科学家推动时空组学在器官、疾病、发育、演化等研究方向上持续探索,共同推进人类终极问题的解答,为生命科学领域带来更多重大的科学突破。