——2023年11月13日上午，应课题组李峰老师邀请，厦门大学化学化工学院杨朝勇教授来到四川大学ADNLab,进行了“单细胞时空组学测序”主题学术报告。
——杨教授本次报告共分为四个部分，第一部分是单细胞单组学测序，第二部分是多组学测序，第三部分是动态测序，第四部分是空间测序。首先是单细胞单组学测序，数字微流控（Digital microfluidics,DMF）是一种基于微电极阵列和介电润湿原理的液滴操纵技术，数字微流控具有自动化、集成化、密闭性好、体积小（nL）、操作灵活等优点，是单细胞分析的理想平台。基于此，杨教授课题组设计出了 1. 微纳捕获结构，能够实现高效、自动化、无损的单细胞捕获；2. 超疏水界面，能够降低核酸吸附，提高基因组覆盖率及基因检出率；3. 纳升级反应体系，能够提高核酸扩增效率，提高稀有基因检出能力。总的来说，杨教授课题组构建了单细胞精准全基因组、全转录组、甲基化组等测序新方法。
——其次，杨朝勇教授课题组搭建了基于数字微流控的单细胞操控与纳升级全基因组测序平台Digital-WGS, 可用于一体化、全自动的单细胞处理与分析，还提出分子标签计数新策略，克服扩增非均一性难题，精准解析单细胞基因拷贝数变异。在单细胞转录组测序方面，杨朝勇教授团队借助RNA代谢标记这一化学工具，开发了一种高通量、低成本的单细胞时间转录组测序新方法，实现高准确性、高灵敏度、高基因检出率的单细胞转录组测序，还设计出了基于数字微流控的单细胞甲基化测序和miRNA测序方法。
——接下来杨教授为我们讲解了多组学测序。首先是单细胞转录组和蛋白组的联合测序，1. 高细胞利用率适用于稀有细胞分析；2. 皮升级的反应空间降低反应试剂消耗，提高反应效率；3. 高效背景核酸/抗体移除实现高准确的分子测量与表达相关关系定量。还有DIRECT技术，发展出了全自动、无需组分分离、高灵敏单细胞转录组与DNA甲基化共分析以及单细胞转录组、甲基化组与染色质可及性联合测序。
——在以上研究基础上杨教授课题组开发了动态测序技术。通过单细胞时间转录组测序（Well-TEMP-seq）揭示了细胞基因表达动态过程，通过标记代谢，成功诱导T＞C突变，标记新生RNA，区分不同活性的基因。
——最后，杨教授课题组开发了一种空间测序技术。原位捕获技术是空间转录组分析的前沿方法，它能够兼容下一代测序，高通量，简便，还能全组织、近乎全转录组分析，同时兼容其他组学，多组学分析，但也有一些缺点，比如转录本捕获率低，空间分辨率低，编码成本高等，因此目前还存在一些挑战，如提高检测灵敏度、提高空间分辨率、降低成本。基于以上挑战，杨教授课题组开发了一种基于正交组合编码的空间转录组测序新方法，利用3D纳米界面提高检出率，二维编码降低成本，微流编码提升分辨率。ENCORE是单细胞转录组异质性分析算法，基于单细胞转录组数据，实现特征子空间的高效分离，获得更加准确的细胞异质性分群。LINEAGE是单细胞转录组谱系示踪算法，基于单细胞转录组数据，实现具有谱系信息线粒体变异的高效识别，完成单细胞谱系关系推导。CTC-Tracer是基于迁移学习神经网络模型算法的CTC组织溯源，基于深度迁移学习实现基于CTC单细胞数据定位组织病灶，实现了基于CTC进行病灶定位，为癌症的无创检测和预后监测提供了手段，将有望极大推进CTC和液体活检的临床应用。
——在报告的最后，杨朝勇教授对本次报告进行了总结，对与会师生的提问进行了热情解答，系统性的精彩报告让大家受益匪浅。
报告专家简介：
—— 杨朝勇，厦门大学特聘教授、上海交通大学分子医学研究院副院长、谱学分析与仪器教育部重点实验室副主任、中国化学会化学生物学专业委员会副主任、中国化学会化学生物学专业委员会秘书长、英国皇家化学会Fellow、福建省化学会副理事长、美国化学会Analytical Chemistry副主编、国家杰出青年科学基金获得者。长期致力于核酸化学生物学、微流控芯片、单细胞分子测序、空间组学测序等方向的研究。主持国家基金委重大项目课题、基金委重点项目、国家重大科研仪器研制项目、科技部重点专项课题等。在Nature Biotechnol、Chem Rev、Nature Commun、Sci. Adv.、PNAS、JACS等刊物发表论文300余篇，论文被引超过17000次，H指数71。获授权发明专利70余项。获中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖、中国青年分析化学家奖、中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖、美国化学会测量科学进展讲座奖等荣誉。
记者：胡锦霞