2024年11月27日，中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心和科睿唯安（Clarivate analytics）舉辦“2024研究前沿發布暨研討會”，聯合發布《2024研究前沿》報告。

　《2024研究前沿》報告采用文獻計量學中的共被引分析方法，基于2018-2023年論文數據（2024年3月下載），以科睿唯安ESI數據庫中的13,318個研究前沿為起點，遴選出2024年自然科學和社會科學的11個大學科領域排名最前的110個熱點前沿和15個新興前沿，分析研究前沿的發展趨勢，并詳細解讀其中28個重點研究前沿（包括熱點前沿）。

生物科學領域TOP10熱點前沿

生物科學領域TOP10熱點前沿的施引論文

農業科學、植物學和動物學領域TOP10熱點前沿

農業科學、植物學和動物學領域TOP10熱點前沿的施引論文

單細胞轉錄組測序

　　單細胞轉錄組測序（Single cell RNA sequencing，scRNA-seq），也稱為單細胞RNA測序，是在單細胞水平對轉錄組進行測序的一項新的顛覆性技術，是研究單個細胞內基因表達的強有力的工具，可以解決在早期胚胎發育、干細胞、癌癥、免疫等研究領域中存在的樣品量極低或細胞異質性的問題，讓解析單個細胞的行為、機制及其與機體的關系成為了現實。

　　單細胞轉錄組測序自問世以來發展勢頭迅猛，2018年，單細胞測序被《科學》（Science）評為年度十大科學突破技術；2019年，單細胞測序被《自然》（Nature）評為生命科學領域年度技術。隨著技術的不斷突破及新分析系統的持續推出，單細胞轉錄組測序應用領域從生物醫學領域拓展到植物學領域。

細胞通訊分析技術

　　作為單細胞測序輔助技術的“細胞通訊分析技術”在2023年進入生物科學領域Top 10熱點前沿，2024年仍入選熱點前沿。

　　沒有細胞是孤立存在的，細胞之間的分子相互作用決定了大多數表型。細胞之間相互作用是細胞群體間溝通與協同運作的核心機制，主要通過配體-受體相互作用實現信號傳遞。這些相互作用在組織的生理調節、疾病發展和細胞發育過程中十分關鍵，復雜程度不亞于人與人之間的交流。

　　單細胞和空間轉錄組學（2023年入選生物科學領域Top 10熱點前沿）的應用，進一步推動了細胞通訊研究的深入，包括構建高置信度的數據庫和開發相應模型工具。單細胞和空間轉錄組測序不僅考慮了細胞的異質性和空間組織，還納入了多種配體類型和細胞內信號事件，提供更大、更復雜的數據集進行分析。

scRNA-seq在植物組織發育研究中的應用

　　農業科學、植物學和動物學領域Top10熱點前沿之一“單細胞轉錄組測序在植物組織發育研究中的應用”熱點前沿共有28篇核心論文，重點研究將單細胞轉錄組測序技術用于擬南芥、水稻、玉米、茶、楊樹等植物的組織發育研究。其中，被引頻次最高的論文有2篇（引用204次）：

● 2019年發表在《分子植物》（Molecular Plant）上，作者來自中國科學院分子植物科學卓越創新中心（植物生理生態研究所），利用單細胞轉錄組測序法揭示了擬南芥根細胞的高度異質性，并在單細胞分辨率下識別了根細胞分化過程中中間狀態的表達特征。

● 2019年發表在《植物生理學》（Plant Physiology）上，作者來自美國密歇根大學，研究利用單細胞轉錄組測序解析植物單個細胞之間的分子關系，以單細胞分辨率提供了擬南芥根的第一代基因表達圖譜。

　　吉賽生物配備單細胞和空間轉錄組測序技術平臺，擁有專業的生信分析團隊，可提供深入的單細胞轉錄組及空間轉錄組測序。

吉賽單細胞轉錄組測序優勢：

①更全面更深入生信分析：除了基礎分析外，額外贈送高級分析，涵蓋較高技術含量的細胞分類與注釋、組間差異基因分析、差異基因功能富集分析等項目；還可提供包括細胞通訊分析在內的更個性化、多元化的定制分析。

②完備的細胞捕獲平臺：吉賽具備10X Genomics、MobiNova（墨卓）、DNBelab C（華大）、BD Rhapsody共4種不同的單細胞轉錄組測序技術平臺，以及針對性平臺選擇建議，下單無煩惱！

③揭示細胞異質性，高分辨率分析：有利于發現細胞亞群和罕見細胞類型，提供細胞功能和狀態的詳細信息。

④動態過程研究：適用于研究細胞分化、增殖和腫瘤發生等動態過程中的基因表達變化。

⑤無偏倚的細胞分群：更精準地對細胞進行分群，尤其是在免疫學、腫瘤學和遺傳學研究中。

吉賽空間轉錄組測序優勢：

①更全面更深入生信分析：吉賽專業生信團隊提供全面多元化的生信分析，且可整合多樣本分析。

②完備的多組學研究平臺：具備完善的多個空間轉錄組技術平臺，可以與單細胞轉錄組、蛋白質組、代謝組等其他組學數據結合，提供多維度的生物學見解。

③將具有空間分辨率的轉錄組分析與形態學背景相結合。

④在多種樣本類型中獲得高通量基因表達譜。

⑤通過繪制所有基因活動發生的位置，全面了解疾病的復雜性。

⑥通過無偏分析發現新的目標。

⑦無需裂解樣品以進行基因表達研究。

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N6-甲基腺苷（m6A）的檢測、調控及其功能

　　RNA甲基腺苷修飾是指在甲基轉移酶的催化下，RNA的腺嘌呤被選擇性地添加甲基基團的化學修飾現象。其中，N6-甲基腺苷（m6A）甲基化是RNA腺苷酸（A）第六位N上發生的甲基化，是RNA最關鍵的內部修飾之一，是真核生物mRNA中最豐富的表觀轉錄組學修飾。

　　m6A甲基化是一種保守的轉錄后機制，可豐富和調節真核生物的遺傳信息。植物中該修飾的范圍和功能一直是研究的熱點，特別是在模式植物系統中。參與m6A甲基化的有三種關鍵蛋白，包括甲基轉移酶（writers）、去甲基化酶（erasers）和結合蛋白（readers），這三種蛋白的表征及功能分析是當前植物生物學研究中最引人關注的熱點。未來，m6A在植物中的功能分析會蓬勃發展，將有助于通過操縱表觀轉錄組進行作物遺傳改良。

　　熱點基礎理論研究包括：植物中m6A甲基化調節機制的組成和進化，以及m6A修飾的功能，如對抗逆性、果實發育和產量等的作用。

　　熱點技術研發研究包括，創新RNA甲基化修飾的檢測方法――納米孔直接RNA測序（Nanopore Direct RNA-seq）法，以及研究利用該方法分析mRNA的加工和m6A修飾的復雜性等。

　　其中，英國DNA測序公司牛津納米孔科技（Oxford Nanopore Technologies Ltd.）于2018年發表在《自然-方法》（Nature Methods）上的1篇研究性論文被引頻次最高，達494次。該文開創了一種納米孔直接RNA測序法，這是一種高度平行、實時和單分子的方法，無需經過逆轉錄或PCR擴增步驟，可以直接對RNA分子進行測序，并能夠直接檢測RNA中的核苷酸類似物，是研究RNA甲基化修飾的重要技術。

　　緊跟時事，狙擊熱點！吉賽生物具有完備的Oxford Nanopore三代測序平臺和分析系統，為廣大科研人員提供包括上述納米孔直接RNA測序在內的多種三代測序技術服務。

　　吉賽Direct RNA測序優勢：

①無需PCR，無GC偏好性提供無偏全長且鏈特異的RNA序列；

②準確檢測poly(A)尾長度為分析RNA穩定性和翻譯效率等轉錄后調控研究提供幫助；

③可直接識別RNA堿基修飾信號實現轉錄和表觀信息的一舉多得。

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參考文獻

1.中國科學院科技戰略咨詢研究院，中國科學院文獻情報中心，科睿唯安.《2024研究前沿》

2.中國科學院科技戰略咨詢研究院，科睿唯安.《2024研究前沿熱度指數》