Single cell RNA seq profiling of human preimplantation embryos and embryonic stem cells

Nature Structural & Molecular Biology 20, 1131–1139 (2013) doi:10.1038/nsmb.2660

Received 18 July 2013 Accepted 05 August 2013 Published online 11 August 2013

http://www.nature.com/nsmb/journal/v20/n9/full/nsmb.2660.html

本文一共对胚胎以及胚胎干细胞系阶段的124个单细胞进行测序。分析了RNA表达情况，是关于单细胞RNA方面的一篇早期研究文章。

主要研究结论

1.不同细胞类型间的转录情况分析

本文研究的细胞类型包括卵母细胞，受精卵，2细胞卵裂球，4细胞卵裂球，8细胞卵裂球，桑椹胚，晚期囊胚，hESC细胞，传代10代后的hESC细胞。所有细胞经过了严格的形态学筛选。以往研究中已经确认在4细胞和8细胞阶段基因的表达情况会有极大的改变，该阶段是Maternal to zygotic transition (MZT) 期。 本文在单细胞中测得属于RefSeq基因列表里的11006个基因(占所有RefSeq基因的49%)以及RefSeq转录本列表中18002个转录本（占总体的48%）。对于受精卵胚胎细胞的表达水平（RPKM>0.1）进行了聚类分析以及主成份分析，分析发现8细胞阶段和桑椹胚阶段的的表达水平有些类似。在人类中MZT阶段主要是在8细胞时期，文中找到了2495个显著上调的基因（zygotic gene activation）,上调基因的功能多富集在RNA新陈代谢，RNA剪接，核糖核蛋白复合物的生成，核糖体的产生中。

2.可变剪接的动态模式

文中分析的基因里有4822个基因至少产生了2个转录本。根据转录本特异性的外显子连接区域（junction）序列的唯一比对(uniquely mapping)，有20%（总数4822）的基因产生了2个以上的转录本，最高达到7个转录本。在所研究的7个发育阶段中（卵母细胞，受精卵，2细胞卵裂球，4细胞卵裂球，8细胞卵裂球，桑椹胚，晚期囊胚）只有206个基因在每个阶段都有多转录本的表达，其他的基因的多转录本只在特定的几个阶段中能检测到。另外，至少66%的情况下，基因所表达的主要异构体（major isoform）别其他的异构体表达量高2倍。另外文中以forkhead box(FOX) transcriptional factor, FOXP1为例子，说明了一个ESC阶段特异性转录本异构体有一个外显子（exon 18b），这个异构体编码出的蛋白质与维持细胞多功能性相关，在体外胚胎干细胞中检测到的exon 18b是exon 18a的25倍。但是这幅图上（见下方），还展示了一个非特异性表达的外显子exon 19，图中可以看到这个外显子在PE(原始内胚层)时期没有表达量数据，这个究竟是为什么，文中没有给出解释。

3.长非编码RNA(lncRNA)的表达情况

如果把所有的数据（124个细胞？）整合在一起分析，lncRNA的转录本拷贝数量均值是蛋白编码基因的十分之一（10%），同前人的数据结果较为一致。但是，如果对于每个单细胞进行分析，lncRNA的拷贝数量均值可以达到蛋白编码基因的40.5%。文章中只有在这里用到了拷贝数量(copy number)这个词组，我不知道这个是指普通意义上的DNA上的gene copy number还是表达量水平。

4.未知的蛋白编码转录本以及lncRNA

为了找寻未知的新转录本，文中，首先排除了在已知基因上下游10kb范围内找到的未知转录本，并认为这些潜在的未知转录本可能是已知基因的一部分。接下来，对在排除后的区域内找到的新转录本进行了分析，从转录本长度，保守性方面说明文中所找到的新转录本同已知的转录本很相似，并且也看到了一些转录本在7个发育阶段的表达水平有很大的差异，说明这些新找出的转录本参与到了胚胎的发育调控中。

5.hESCs和外胚层细胞的异同点（tracing pluripotency during the derivation of hESCs）

hESCs是从囊胚内团细胞（inner cell mass）的外胚层中分化来的，但是关于hESCs同外胚层细胞的异同点的全面分析却很少。本文分析了晚期囊胚阶段的30个细胞（分别属于桑椹胚滋养外胚层(mural TE)，极滋养外胚层细胞(polar TE)，外胚层以及原始内胚层），对已知RefSeq基因的表达情况进行聚类分析（在聚类中用到了bootstrap）。并对一些marker基因在外胚层、滋养外胚层、原始内胚层中的相对表达情况做了分析。之后又对hESCs细胞以及EPI细胞中的上下调的多功能性marker基因进行了分析，分析结果既有一致性，又有区别。说明hESCs细胞与EPI细胞的基因表达有区别。这种区别不仅体现在已知的基因中，对于文章找到的新转录本和lncRNA也存在着类似的区别。最后他们还分析了hESCs同小鼠胚胎干细胞之间的关系（mEpiSCs），分析发现hESCs同mEpiSCs比较类似，mEpiSC特异性的marker基因在hESCs中高表达，但是mESC特异性的marker基因表达量不高。

分析软件

• clValid package (SOTA function)
• Coding Potential Calculator (求保守性水平 \(\omega\) metric)
• pvclust package
• Cufflinks
• Trinity (de novo transcriptome reconstruction)
• PASA (eukaryotic genome annotation tool)
• Cluster (gene expression pattern)
• JavaTreeview (gene expression pattern)

单词本

入夏后，由于笔记本电脑太老，散热性能差，每次开机10分钟后就热得支撑不住，经常罢工，所有project更新减缓。

Authorea是个挺有意思的网站，目的是为了让科学家更好的协同写作，支持GIT/IPYTHON，写作方式支持LATEX/Markdown。感觉有点像Github。注册后可以免费建立无数篇公开文档，和1篇私有文档。需要更多的私有文档，需要购买收费服务。文档还支持导出成pdf, word（rtf）, LaTeX等多种格式。在网页文章中有批注功能，这让协同写作越来越方便了。

那么现在问题来了，有多少人的协同写作文档是可以在写作时就公开的？其实推广还是有一些问题存在的。

持续关注中，貌似用这个来合作记录课堂笔记比较好。

中文没搜索到靠谱的流程讲解，所以自己边做边写了一个。

有一副废旧耳机，想废物利用，取出磁铁没准还能用在别的地方。

1.首先展示一下工具，一个小型一字螺丝刀，一个钳子（当锤子用）。 把耳机的罩子拆开后就如同下图的样子。

2.第一步要把耳机正面（听筒面）的薄膜给撕掉，然后翻过来，背面有胶水，用小刀割下来。 背面有个垫片，用小刀找个契合的缝隙插进去，把垫片给掀起来。 耳机中央的小孔里有块海绵，用螺丝刀给剥离出来。

3.接下来，关键的一步。 耳机的磁铁同外面的金属托盘是被铆钉固定住的。 需要找个夹缝把托盘固定住（我是把托盘固定在写字台玻璃与桌面的夹缝里），然后用螺丝刀顶住铆钉的部分，用钳子（或锤子）敲打，把铆钉头部敲打得掀起来，比中间的孔直径要小的时候，就可以把铆钉卸下来了。这时，磁铁就与托盘成功分离。

最后，耳机插头的部分也可以用钳子掰断，修整一下，做个手机防尘塞。

最近看了一篇中文博客，原文是说The new york times上的一篇文章讽刺TED类似于宗教传播、精神鸦片，并且将 TED 与早期基督教福音教派进行了比较。

And while it’s not exactly fair to say that the conference series and web video function like an organized church, understanding the parallel structures is useful for conversations about faith — and how susceptible we humans remain. The TED style, with its promise of progress, is as manipulative as the orthodoxies it is intended to upset.

TED 上最受欢迎的20个演讲不过是一些人所周知的常识，而信徒们则将这些显而易见的道德准则奉为人生信条，并通过传教一般的行为不断扩散。监狱里关押的人的确很多，雨林也的确在崩溃的边缘。我们生活在垃圾之中，幸福感达到了历史新低，而科学家们面对大数据不知所措。我们应该这样做，不该那样做，通过购买某个 App 来管理日常生活……TED 过于强调了人的主观能动性，犹如新教早期传教士一般试图用平均长度仅为15分钟的演讲来兜售宇宙终极问题的解决方案，而观众们则通过在 Facebook 上点赞来寻找人生意义，以及显示他们是多么的一个关爱他人、热爱生活的人啊。对于这种“廉价的精神鸦片”，我们中国人有个绝妙的词来形容：心灵鸡汤。

我第一次接触TED是由于那个在国内网络爆火的视频2009年的Pranav Mistry: The thrilling potential of SixthSense technology，当时对科技的力量感到非常震撼。 在这之后陆陆续续看过一些TED的talk，有科学相关的、也有纯粹对某个事情作评价的，总体而言我认为关于科学相关的TED演讲会邀请一些大学的老师来，还是值得一看，他们讲座的内容，大多是一些技术方面的东西，来TED基本上是想把自己的技术转化成产品而做推广。另外，TED有一个education板块，这里面的一些知识介绍还是很有意思的。

TED神教这篇文章中的观点还是有理有据的，随着TED项目越做越大，来自四面八方的人们都想对其他人发表自己对某些事物的看法，演讲的内容和精彩程度都大不如从前。

由于，在TED上看演讲的还是以没有相关专业背景的一般听众居多，所以TED上受欢迎的视频，肯定是大众喜欢的视频，由于TED的最主要影响力在美国，所以我推测出这个结论：在TED上授欢迎的演讲是美国人喜爱的一些内容。由此不难的出，被看得越多的视频大多是美国大众喜爱话题容，其实这些大众喜爱的内容就是在不同时期不同地区的人们都能感受到共鸣的一碗”鸡汤”。

切记，看talk，都要有自己的消化和吸收，不能盲从。

另外看TED的主要作用是锻炼听写和翻译能力。XD