愛因斯坦的大腦,在被封存了近70年后,可能終于有機(jī)會被揭秘了!
近日,一支由華大生命科學(xué)研究院領(lǐng)銜的中國科學(xué)家團(tuán)隊,研發(fā)出了一項(xiàng)“時空黑科技”——為Stereo-seq V2圖譜技術(shù),它能喚醒那些沉睡在檔案庫里數(shù)十年的、早已被判“死刑”的生物樣本,從中讀取塵封的生命信息。這項(xiàng)重大的突破性研究已發(fā)表在8月28日頂刊《細(xì)胞》上。
這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)發(fā)布,立刻引爆全球科技圈,也引發(fā)了一個疑問:既然連存放近10年、早已降解的癌癥組織都能被“復(fù)活”,那么我們離破解愛因斯坦大腦中“天才的密碼”還遠(yuǎn)嗎?
一、全球醫(yī)院的“地下室”,藏著一個沉睡的巨人
在我們談?wù)撨@項(xiàng)技術(shù)有多牛之前,先要明白我們面臨的是一個怎樣的世界級難題。
在全球各大醫(yī)院和研究所的檔案庫里,靜靜地躺著數(shù)以億計的組織樣本。它們被福爾馬林固定,然后用石蠟包裹,制成一種叫“FFPE”的樣本塊。這是過去幾十年來保存生物樣本的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”,因?yàn)樗畠r、穩(wěn)定,能讓組織在常溫下保存幾十年。
這是一個價值連城的醫(yī)學(xué)寶庫,但也是一個讓人束手無策的“沉睡巨人”。
為什么?因?yàn)楦栺R林就像一把雙刃劍。它在完美保存組織形態(tài)的同時,也粗暴地將內(nèi)部的遺傳密碼——尤其是極其脆弱的RNA——切割得支離破碎。
過去的科學(xué)家面對這些“破碎”的RNA,就像想用幾片碎紙屑復(fù)原一整部《紅樓夢》,幾乎是不可能的。因此,這片蘊(yùn)藏著海量信息的星辰大海,我們只能望洋興嘆。
二、萬能鑰匙登場!中國科學(xué)家如何打開塵封之門?
現(xiàn)在,來自中國的科學(xué)家們,遞出了一把足以打開這扇塵封大門的“萬能鑰匙”——Stereo-seq V2。
如果說以前的技術(shù)是在釣魚,只能用特定的魚餌(poly-T引物)去釣?zāi)切┪舶蜕蠋е囟?biāo)記(poly-A尾)的魚(mRNA),那么對于尾巴早就被降解掉的“殘魚”,就毫無辦法。
而Stereo-seq V2不一樣,它不釣魚,它直接“撒網(wǎng)”!
這項(xiàng)技術(shù)的核心創(chuàng)新是采用了“隨機(jī)引物”。它就像一張?zhí)炝_地網(wǎng),不管你是完整的魚,還是殘缺的魚塊,只要是“魚”(RNA片段),它都能一把撈起來。
這種“涸澤而漁”式的工作方式,讓它對那些已經(jīng)嚴(yán)重降解的FFPE樣本具有超強(qiáng)的耐受力。研究中,一塊存放了快9年、RNA質(zhì)量評分為18(常規(guī)實(shí)驗(yàn)的及格線通常在50以上)的“學(xué)渣級”樣本,硬是被Stereo-seq V2分析得明明白白。
三、不止于理論!它已經(jīng)解鎖了哪些“硬核”成就?
一項(xiàng)技術(shù)牛不牛,不看廣告看療效。Stereo-seq V2已經(jīng)在兩個最前沿的領(lǐng)域證明了自己“戰(zhàn)神”級別的實(shí)力。
硬核成就一:讓9年前的癌細(xì)胞“開口說話”
研究團(tuán)隊分析了10例存放多年的三陰性乳腺癌FFPE樣本。通過Stereo-seq V2,他們不僅看清了腫瘤內(nèi)部的細(xì)胞種類和空間分布,甚至還識別出了不同的腫瘤亞群,并發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致腫瘤惡化的特定“基因剪輯錯誤”(可變剪接事件)。
這意味著,醫(yī)生們未來或許可以拿出幾十年前患者的存檔樣本,去回溯他的癌癥是如何一步步演變的,從而為今天的病人提供更精準(zhǔn)的治療方案。
硬核成就二:現(xiàn)場直播“免疫系統(tǒng)”與“病毒”的世紀(jì)大戰(zhàn)
在結(jié)核病的研究中,Stereo-seq V2更是秀出了“上帝視角”的操作。它能在一張切片上,同時追蹤人體免疫細(xì)胞和結(jié)核桿菌的RNA!
這就像在戰(zhàn)場上同時給敵我雙方都裝上了高清攝像頭,誰在進(jìn)攻,誰在防守,誰在“搖人”,一舉一動都看得清清楚楚。
研究人員因此在感染區(qū)域周圍,精準(zhǔn)定位到了負(fù)責(zé)產(chǎn)生抗體的“B細(xì)胞軍團(tuán)”,甚至還發(fā)現(xiàn)了可能專門攻擊結(jié)核桿菌的“特種部隊”(Mtb特異性BCR克?。?。這一發(fā)現(xiàn),為開發(fā)結(jié)核病的疫苗和抗體藥物打開了全新的大門。
四、我們的征途,是解鎖生命的終極密碼
現(xiàn)在,讓我們回到最初那個激動人心的問題:我們能用它來分析愛因斯坦的大腦嗎?
研究人員坦言,挑戰(zhàn)巨大。因?yàn)?0年前的保存技術(shù)可能比我們想象的更差。但這不再是一個“能不能”的問題,而是一個“樣本質(zhì)量行不行”的問題。技術(shù)的大門,已經(jīng)敞開。
而拋開愛因斯坦,這項(xiàng)技術(shù)的真正意義,在于它為我們每個人帶來了希望。
對于罕見病患者,研究不再需要苦等幾十年去積累新樣本,那些珍貴的歷史樣本就能提供答案。
對于癌癥治療,我們可以回顧性地研究那些治療有效的“幸運(yùn)兒”和治療失敗的“不幸者”的樣本,找出關(guān)鍵的差異。
對于新發(fā)傳染病,我們甚至可以翻出幾十年前的未知肺炎樣本,去尋找病毒演化的蛛絲馬跡。
科技的每一次突破,都是在為人類的未來點(diǎn)亮一盞新的明燈。今天,這盞燈由中國科學(xué)家點(diǎn)燃。
也許我們暫時還無法解碼天才的奧秘,但我們已經(jīng)擁有了前所未有的強(qiáng)大工具,去解碼那些威脅人類健康的疾病密碼。這,或許是比任何單一的傳奇大腦更偉大的征途。
參考文獻(xiàn):
Zhao, Y., Li, Y., He, Y., ... Liao, S., & Xu, X. (2025). Stereo-seq V2: Spatial mapping of total RNA on FFPE sections with high resolution. Cell, 188, 1-18. https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.008
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