在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)已成為揭示細(xì)胞組成、空間異質(zhì)性以及細(xì)胞間復(fù)雜相互作用的關(guān)鍵工具，對探討胚胎發(fā)育、神經(jīng)科學(xué)及疾病發(fā)生機(jī)制等至關(guān)重要。然而，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受限于成本高昂、視野范圍有限和數(shù)據(jù)處理通量不足等技術(shù)瓶頸。這些限制在構(gòu)建三維及多時(shí)空全轉(zhuǎn)錄組圖譜時(shí)尤為突出。9月10日，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所趙方慶團(tuán)隊(duì)在《自然-遺傳學(xué)》（Nature Genetics）上發(fā)表了題為Custom microfluidic chip design enables cost-effective three-dimensional spatiotemporal transcriptomics with a wide field of view的研究論文。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)出高通量、大視野空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)新技術(shù)——MAGIC-seq。這一技術(shù)通過網(wǎng)格化微流控芯片設(shè)計(jì)，結(jié)合碳二亞胺化學(xué)和新型空間編碼技術(shù)，提升了檢測通量和捕獲面積，降低了成本和批次效應(yīng)，為大規(guī)模三維組織研究及復(fù)雜轉(zhuǎn)錄過程分析提供了新路徑。MAGIC-seq技術(shù)采用網(wǎng)格化微流控芯片設(shè)計(jì)，優(yōu)化空間編碼策略，通過多次交叉反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了“單組合，多點(diǎn)標(biāo)記”的布局。該技術(shù)可以保持高靈敏度，提高檢測通量，降低芯片制備成本，減少樣本間的批次效應(yīng)，適合處理大量樣本，確保定量分析的準(zhǔn)確性。該研究提出了“拼接芯片”的創(chuàng)新概念。這一技術(shù)通過調(diào)整網(wǎng)格間距和運(yùn)用多輪編碼技術(shù)，將多個(gè)捕獲網(wǎng)格拼接在一起，從而在不犧牲分辨率的前提下擴(kuò)展了視野。即便在接近單細(xì)胞分辨率下，該技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)約3.5 cm2的捕獲面積，超越大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的檢測能力。尤其是，MAGIC-seq允許研究人員根據(jù)樣品大小和數(shù)量自主設(shè)計(jì)網(wǎng)格的布局，滿足定制化實(shí)驗(yàn)需求。該研究在多種小鼠組織中廣泛測試了MAGIC-seq。結(jié)果顯示，該技術(shù)在檢測靈敏度、測序效率和數(shù)據(jù)一致性方面表現(xiàn)優(yōu)越。進(jìn)一步，該團(tuán)隊(duì)在高分辨率下描繪了小鼠從胚胎期到出生后不同發(fā)育階段的組織切片，并通過數(shù)百張H&E染色切片和近百張基因表達(dá)樣本，構(gòu)建了高質(zhì)量的發(fā)育小鼠大腦三維空間轉(zhuǎn)錄組圖譜。這種多組織適用性、高通量、分辨率與廣闊視野的結(jié)合，使MAGIC-seq在生物學(xué)研究中具有應(yīng)用潛力，為探討復(fù)雜生物過程的分子機(jī)制提供了數(shù)據(jù)和工具支持。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及北京市自然科學(xué)基金的支持。論文鏈接MAGIC-seq能夠?qū)Χ喾N組織類型進(jìn)行靈敏、高通量、一致的空間檢測