酵母单细胞转录组测序:揭示酵母老化过程的早期异质性

酿酒酵母出芽的分裂潜力有限，在其死亡前只能产生有限数量的子细胞。这种现象称为复制衰老，其死亡前产生的子细胞数量称为复制寿命(RLS)。因为酿酒酵母寿命短；生物学背景清楚；基因编辑方法简单，因此被认为是研究衰老的理想模式生物。事实上，最初在酿酒酵母中发现的衰老基因和衰老相关的信号通路非常保守，在线虫、分枝杆菌甚至人类中都有发现。

通过固体琼脂平板上的连续人工显微切割，构建RLS阵列(在出生后2小时、16小时、32小时三个不同时间点取样)，将细胞置于单管中(包括细胞裂解液和ERCC)进行单细胞转录组测序(Smart-seq2)。

共收集酵母细胞136个，不合格细胞(基因表达量低的细胞；有效读取百分比低的细胞)，最后用125个细胞进行分析(3个时间段:分别为37、43、45)，基因中位数高达2202。

通过分析三个不同年龄组的酵母单细胞转录组数据可以看出，随着酵母群体的老化，细胞间的转录异质性增加。

单细胞的转录组分析显示了关键的生物过程或细胞成分，包括氧化还原过程、氧化应激反应(OSR)、翻译、核糖体生物发生和线粒体，这些是酵母衰老的基础。

进一步验证了上述结论:酵母的衰老伴随着氧化应激反应(OSR)、氧化还原过程以及核糖体生物发生相关基因表达的变化。