关于测序和组学分析，还有哪些国自然热点可以挖掘？

2023国自然已放榜，2024年国自然已悄然开始，你是否还苦于找不到研究方向？国自然还有哪些研究热点能挖掘？

01自09年单细胞测序面世以来，以迅猛的势头快速发展，越来越多的受到科研人员的关注，发表的文章也逐年增多，其中不乏CNS级别的文章。

单细胞测序技术在描述样本中细胞图谱信息具有独特的优势，能够高通量、快速地拿到每个细胞的基因表达信息。单细胞测序技术已经成为探究复杂组织中细胞类型、分子变化和细胞功能的重要手段，已广泛应用于临床医药和动植物领域的研究。

02空间转录组技术是近几年新颖的备受研究人员青睐的原位高通量测序技术，就如同单细胞测序一样，空间转录组的热度居高不下！在国自然申报课题中，“空间转录组”的字眼一直是高频词汇。据不完全统计，仅2020年和2021年与空间转录组相关的研究资助金额就达到1264万，研究领域主要涉及到肿瘤机制研究、胚胎发育、免疫、疾病发生和算法开发等方向。

空间转录组（Spatial Single Cell Transcriptome）是一种能够将RNA表达情况直接在组织层面进行解析的新型单细胞测序技术。这种技术能够将一定范围内组织切片上所有RNA表达信息一网打尽。相比于Bulk RNA-seq（也就是我们所说的常规转录组）以及单细胞转录组，空间转录组彻底将分辨率提升到了空间水平。

03植物小RNA研究目前仍然诸多高分文章的常客，尤其是一些顶级植物学期刊上，关于植物小RNA的研究近些年热度仍然是居高不下。小RNA在植物中参与调控一系列重要的生命活动，包括植株生长发育、胁迫因子应答和抵御病原菌入侵等。小RNA大家族包含microRNA （miRNA）、ta-siRNA/phasiRNA（trans-acting/phased siRNA）、nat-siRNA（natural antisense siRNA）、hc-siRNA（heterochromatic siRNA）。

这些已发表的小RNA研究，大部分仍然聚焦在miRNA上。想要依靠创新性，申请到国自然，phasiRNA又是研究利器。

phasiRNA全称phased small interfering RNA，即阶段性小干扰RNA。较早发现的tasiRNA是由miRNA触发非编码TAS转录物裂解产生的一类次级siRNAs，它们能以反式作用的方式抑制靶基因转录物的转录水平。目前phasiRNA的相关研究报道仍然不多，仍然处于未开垦的蓝海领域。根据已发表的文献来看，phasiRNA下游功能和机制研究主要集中在抗病研究、逆境胁迫、植物发育等几个主要的领域。

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近几年，外泌体研究的热度一直有增无减，有关外泌体载药、诊断、免疫疗法等方向的文章陆续发表在 Science、Nature 等各大顶级期刊上，外泌体已成为生命科学/基础医学研究的一大热点。

外泌体（exosomes）是一种直径大约为50-150nm，具有脂质双层膜结构的微小囊泡，外泌体可由大部分细胞分泌，进入各种体液内。外泌体中包含细胞的许多成分，包括DNA、RNA、脂质、代谢物以及胞质和细胞表面蛋白。

目前的研究表明，细胞生成外泌体的生理目的是外泌体可能从细胞中清除过量和/或不必要的成分，以维持细胞内稳态。此外，外泌体也广泛参与机体免疫应答、抗原呈递、细胞分化、肿瘤生长与侵袭等各种生物过程。尤其在肿瘤发生发展过程中，由肿瘤细胞或肿瘤微环境中的基质细胞分泌的外泌体作为这种细胞间通讯的重要介质，在癌细胞的持续生长、侵袭和转移中起到重要作用。

05随着高通量测序和多组学的快速发展，无论是基因组学、表观组学、转录组学、宏基因组学还是蛋白质组学、代谢组学，都已经积累了非常庞大的数据，数据的大量增加需要有更快的信息数据处理速度才能更好的对海量的组学数据进行深度挖掘，然而传统的信息数据处理算法显然不能满足大数据的处理要求。

机器学习作为可以从数据中进行学习的算法，在组学数据分析和挖掘，如对疾病亚型识别、 生物标志物发现、通路分析以及药物发现及其再利用有着更广泛的前景和应用空间，当然国自热热点对于大量队列样本机器学习和建模是避不开的话题。

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