由于細胞是生物學(xué)的基本單位，研究人員正更加努力地嘗試將它們進(jìn)行單個(gè)分離、研究和比較。DNA研究主要涉及的是測序單細胞微生物相對簡(jiǎn)單的基因組；而更大更復雜的人類(lèi)細胞基因組則是一個(gè)更大的挑戰。隨著(zhù)測序成本的大幅度下降，破譯來(lái)自單細胞的30億堿基的基因組并逐個(gè)細胞比較序列正在變?yōu)楝F實(shí)。

     來(lái)自斯坦福大學(xué)的Stephen Quake測定了來(lái)自一項研究的100個(gè)精子的重組率，發(fā)現了許多新的重組熱點(diǎn)和與間接方法發(fā)現的相一致的比率。隨后他更深程度地測序了8個(gè)精子足以確定突變率。他在會(huì )議上報告說(shuō)發(fā)現其比率為每10億個(gè)堿基為30個(gè)變異，略高于其他人所發(fā)現的。

     紐約冷泉港實(shí)驗室的研究生Timour Baslan正利用單細胞技術(shù)來(lái)研究癌細胞。他與MD安德森癌癥中心的分子遺傳學(xué)家Nicholas Navin展開(kāi)了合作。Navin實(shí)驗室曾開(kāi)發(fā)一種所謂的單核測序（single-nucleus sequencing）技術(shù)繪制腫瘤圖譜。他們已利用這一技術(shù)追查了癌癥的進(jìn)化，追蹤了癌癥隨時(shí)間和擴散越來(lái)越普遍時(shí)不同的細胞亞群。Baslan和同事們現在在測序前會(huì )將遺傳條形碼添加到每個(gè)細胞上，這樣使得他們能夠將樣本集中在一起進(jìn)行測序，仍然能夠識別在混合物中來(lái)自單個(gè)細胞的序列，一種節約成本的測量。

     Baslan報告說(shuō)到目前為止，他們已經(jīng)將這一方法應用至十幾個(gè)乳腺癌患者，抽取之后前后的腫瘤細胞。每位患者的反應各不相同。在一個(gè)腫瘤中，接受治療后一種類(lèi)型的癌細胞比例增高，表明使用的藥物只有效對抗了部分而非所有的腫瘤細胞。在另一名患者中，他們在X染色體上觀(guān)察到了一個(gè)重要的重排和額外拷貝的某個(gè)基因生成了能使腫瘤抵抗藥物效應的蛋白。第三位患者腫瘤細胞染色體被治療所破壞。Basla說(shuō)這種方法“現在對于我們而言成為了常規程序，”，他可以輕易地繪制數以百計的單細胞圖譜。他計劃整合微流體設備以進(jìn)一步簡(jiǎn)化這種方法。其目標是理解腫瘤的演變和了解哪些癌細胞將會(huì )對各種治療生成反應。

     與此同時(shí)，Navin繼續改良了單核測序。通過(guò)挑選出預備進(jìn)行細胞分裂具有雙倍染色體的細胞，減少復制數量和加工步驟，他只需要幾個(gè)毫微克而非幾微克的DNA。在會(huì )議上，它報告說(shuō)他已經(jīng)發(fā)現了乳腺癌細胞中的變異，分析顯示這些變異是均一的?！爱斈銓⒎糯箸R靠得更近些，你就會(huì )在堿基水平上檢測到更多的變異，”他指出。

     當Navin對來(lái)自一個(gè)更為復雜侵襲性乳腺癌的4個(gè)腫瘤細胞進(jìn)行測序時(shí)發(fā)現了一個(gè)相似的趨勢。測序腫瘤的100萬(wàn)個(gè)細胞樣品揭示了6個(gè)突變，所有都存在于已知的癌基因中。而單細胞測序則在每個(gè)細胞中揭示出了另外的30個(gè)突變，這些在更大的樣本中沒(méi)有被檢測到。當他觀(guān)測來(lái)自相同腫瘤的另外100個(gè)細胞時(shí)，它發(fā)現其中大量的突變突變頻率很低?！斑@種多樣性可能正在驅動(dòng)癌癥，”他說(shuō)。當Navin僅測序外顯子時(shí)他也發(fā)現了相同的突變。

     馬里蘭州貝塞斯達國家人類(lèi)基因組研究所的遺傳學(xué)家Elaine Ostrander稱(chēng)分析單個(gè)癌細胞的前景“令人難以置信的興奮“，以一種“充滿(mǎn)希望和優(yōu)雅”的方式解析了正在腫瘤中發(fā)生的事件。但是另一些人則更為謹慎?！暗玫竭@些類(lèi)型的數據是很難的，因為你將不得不對大量的細胞進(jìn)行測序，”華盛頓大學(xué)基因組研究所共同負責人Elaine Mardis說(shuō)。

     盡管研究人員們一致認為單細胞測序或許還沒(méi)有足夠高通量來(lái)實(shí)用于癌癥評估，“不能過(guò)分強調這一技術(shù)進(jìn)展有多快。隨著(zhù)這一技術(shù)的成熟，我們將看到一些革命性的東西出來(lái)，”。