当精子与卵子结合，细胞的命运之书翻开了第一页。你知道吗？在受精卵中，绝大多数基因最初是沉睡的，真正决定生命进程的，是那些在关键时刻被悄然唤醒的基因。它们如同指挥家，引导着整个发育交响。
日前，《自然·通讯》在线发表了上海海洋大学陈良标/胡鹏教授团队的研究成果。团队成功在活体鱼类胚胎中实现了单细胞新生RNA测序技术的系统优化和应用，首次实现了对“合子激活”阶段新转录基因的高灵敏度、高准确性检测。这项技术突破不仅打开了研究生命起源奥秘的新窗口，也为水产育种的基因精准设计提供了重要工具。
每个新生命的开始，都经历一次“主权交接”，从母亲提供的遗传物质，过渡到胚胎自主控制基因表达。这一过程被称为母源-合子转换，是胚胎发育中最关键的转折点。然而，刚被激活的合子基因，其转录本数量极其稀少，又常常被海量的母源RNA“淹没”。这使得传统的测序技术很难“听见”这些微弱却至关重要的声音。
胡鹏曾在博士后期间参与开发了检测新合成RNA的前沿技术-单细胞新生RNA测序技术（scNT-seq）。此次研究中，团队围绕鱼类胚胎模型，开展了系统性优化。团队一方面实现系统评估标记方法，对10种主流RNA化学转化方法进行了系统筛选，在超过5万个斑马鱼细胞中测试。最终发现，基于 mCPBA/TFEA 的“on-beads”转化方案，能实现超过8%的T-to-C替换率，表现远优于传统“体内标记”（in-situ labeling）方法，在信号强度和RNA质量上均表现卓越。另一方面，团队精准标记新合成RNA。团队在模式鱼类-斑马鱼受精卵的一细胞阶段显微注射4-硫尿苷（4sU），实现了对合子新转录RNA的高效标记，犹如在新产生的RNA上做下特殊标记，便于后续识别。
研究实现诸多突破。比如，检测灵敏度大幅提升。优化后的方法能在海量母源RNA背景下清晰捕捉新合子RNA信号。再如，母源和合子RNA 实现精准区分，通过计算新RNA占比，精确判定哪些基因是胚胎合子激活的。相较以往，该研究识别出更多此前未被报道的合子激活基因，并通过原位杂交实验验证其在整胚中的表达模式。
这项研究不仅深入揭示了“生命最初的指令”是如何被启动的，而且早期发育过程中合子基因的时空表达决定了胚胎质量，进而能影响鱼类生物育种的进展，是未来实现精准调控、培育优质高产抗逆水产新品种，如斑马鱼模式研究指导经济鱼类育种的关键理论基础和技术保障。
上海海洋大学胡鹏教授为本文通讯作者，博士研究生张晓雯、硕士研究生彭铭健为文章共同第一作者。
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