解鎖疾病密碼：單細胞分析 SDR-seq 揭示遺傳變異與疾病的關聯！

解讀塑造疾病的隱藏 DNA 密碼：單細胞分析的新突破

「幾個世紀以來，科學家們注意到某些疾病似乎會代代相傳，希波克拉底首先注意到一些疾病『在家族中蔓延』。」——這段引言道出了疾病遺傳研究的漫長歷史。EMBL 的科學家們開發了一種名為 SDR-seq 的突破性技術，它能夠以前所未有的精度，同時研究單個細胞中的 DNA 和 RNA，揭示編碼和非編碼遺傳變異與基因表達之間的聯繫，為理解疾病的遺傳根源開闢了嶄新的道路。

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疾病的遺傳根源：從家族觀察到單細胞解析

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從古希臘醫學之父希波克拉底的觀察，到現代基因組學的精準分析，人類對於疾病遺傳根源的探索從未停止。家族遺傳現象的早期觀察，為我們指出了疾病與遺傳之間千絲萬縷的聯繫。而現在，EMBL 研究人員及其合作者開發的 SDR-seq 工具，代表了單細胞分析領域的重大進展，它能夠在同一細胞內同時捕獲基因組變異和 RNA 信息，極大地提高了分析的準確性和可擴展性。這項技術的出現，標誌著我們對疾病遺傳基礎的理解，邁向了單細胞層次的精準解析時代。


SDR-seq：突破性的單細胞 DNA-RNA 測序技術


SDR-seq 是一種由 EMBL 科學家開發的革命性單細胞 DNA-RNA 測序工具。它的核心原理是利用微小的油水滴，每個水滴包含一個單細胞，實現對數千個細胞的同時分析。這種高通量的分析方式，使得研究人員能夠直接將遺傳變化與基因活動模式聯繫起來，從而更深入地理解細胞功能和疾病機制。

「我們的工具適用於任何變異，無論其位於何處，都能產生單細胞數量，從而能夠分析複雜的樣本。」 – Dominik Lindenhofer

這句話精闢地概括了 SDR-seq 的優勢。與傳統單細胞方法相比，SDR-seq 在通量、靈敏度和複雜性方面都取得了顯著的提升，克服了傳統方法的局限性，為研究複雜的生物樣本提供了前所未有的能力。

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解碼非編碼 DNA 區域：揭開疾病之謎的關鍵

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人類基因組中，除了編碼蛋白質的編碼區之外，還存在大量的非編碼區。這些非編碼區雖然不直接參與蛋白質的合成，但卻包含了調節細胞生長和功能的關鍵調控元件。令人驚訝的是，超過 95% 的疾病相關 DNA 變異都發生在這些非編碼區域。

SDR-seq 的出現，為研究這些長期以來被忽視的區域提供了強大的工具。它具有前所未有的靈敏度和規模，能夠有效地研究非編碼 DNA 區域，深入了解 DNA 變異如何影響基因活性，並最終導致疾病的發生。

「在這種非編碼空間中，我們知道存在與先天性心臟病、自閉症和精神分裂症等疾病相關的變異，這些疾病尚未被廣泛探索，但肯定不是唯一的疾病。」 – Dominik Lindenhofer

這段話點明了非編碼區域研究的重要性，也預示著 SDR-seq 在揭示複雜疾病機制方面的巨大潛力。

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克服技術挑戰：多學科合作的典範

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SDR-seq 的開發並非一蹴可幾，它需要克服一系列複雜的技術挑戰。這項研究凝聚了 EMBL 基因組生物學和結構與計算生物學部門、斯坦福大學醫學院和海德堡大學醫院等多個機構的智慧和力量。

其中，一個重要的挑戰是如何在單細胞層面保存脆弱的 RNA。研究人員開發了一種通過「固定」細胞來穩定 RNA 的方法，成功解決了這個難題。此外，計算生物學家也發揮了關鍵作用，他們設計了一種專門的程序來解碼數據分析所需的複雜 DNA 條形碼系統。

SDR-seq 的開發，充分展現了跨學科合作在科學研究中的重要性。不同領域的科學家們齊心協力，共同攻克難關，最終取得了這一具有里程碑意義的成果。

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應用於 B 細胞淋巴瘤：驗證技術的潛力

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為了驗證 SDR-seq 的有效性，研究人員選擇了 B 細胞淋巴瘤患者的樣本進行分析。B 細胞淋巴瘤是一種常見的惡性腫瘤，其發生發展與遺傳變異密切相關。

通過使用 SDR-seq 分析這些樣本，研究人員觀察到 DNA 變異與疾病過程之間存在著明確的聯繫。他們發現，具有更多變異的癌細胞表現出更強的激活信號，從而促進了腫瘤的生長。

「使用 B 細胞淋巴瘤細胞，我們能夠證明，根據細胞的變異組成，它們具有屬於不同細胞狀態的不同傾向。我們還可以發現，細胞中增加的變異實際上與更惡性的 B 細胞淋巴瘤狀態有關。」 – Dominik Lindenhofer

這項研究不僅驗證了 SDR-seq 在理解疾病機制方面的巨大潛力，也為 B 細胞淋巴瘤的診斷和治療提供了新的思路。

SDR-seq 的廣闊前景：從診斷到治療
SDR-seq 工具具有規模、精度和速度上的優勢，為我們更好地理解遺傳變異提供了前所未有的機會。它不僅有助於深入研究複雜疾病的發病機制，還可能在疾病的診斷和治療方面發揮重要作用。

「我們有一個可以將變異與疾病聯繫起來的工具。這種能力開闢了我們可以發現的廣泛生物學領域。如果我們可以辨別出變異如何實際調節疾病並更好地理解疾病過程，這意味著我們有更好的機會進行干預和治療。」 – Lars Steinmetz

從開發更好的診斷篩查工具，到為精準醫療提供更精確的靶點，SDR-seq 的應用前景十分廣闊。這項技術的發展，為我們戰勝複雜疾病帶來了新的希望。

結語

EMBL 開發的 SDR-seq 技術，是單細胞分析領域的一項重大突破。它不僅能夠幫助我們更深入地理解疾病的遺傳根源，還可能在疾病的診斷和治療方面發揮重要作用。這項技術的出現，標誌著我們對疾病的認識進入了一個新的階段，也為精準醫療的發展奠定了堅實的基礎。對此技術感興趣的學者與研究生，可以透過在Google學術搜尋引擎上搜尋 “SDR-seq” 關鍵字來獲得更多相關資訊。

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European Molecular Biology Laboratory. (2025, October 18). Scientists finally
read the hidden DNA code that shapes disease. ScienceDaily. Retrieved October
18, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251016223110.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by European Molecular Biology Laboratory. Note: Content may be edited for style and length.