用于单细胞翻译组分析的核糖体锚定原位测序

翻译调控在塑造细胞状态与功能方面发挥着关键作用，然而，具备空间分辨能力且达到单细胞分辨率的转译组分析方法仍然有限。本文开发了核糖体锚定原位测序（Ribosome-tethered In Situ Sequencing，Ribo-ISS），这是一种基于成像的空间转译组学技术，可在完整组织中实现核糖体相关mRNA的高通量绘制。Ribo-ISS将核糖体依赖的分子锚定与多重原位测序相结合，能够在无需遗传操作或外源性核糖体标记的情况下，特异性检测与翻译相关的转录本。我们证明，Ribo-ISS具有很高的特异性，并可在小鼠脑中实现单细胞空间转译组分析，准确重现主要细胞类型及其解剖组织结构。将其应用于睡眠剥夺模型时，Ribo-ISS同时解析了转录与翻译层面的变化，揭示了广泛存在的转录—翻译解偶联现象以及不同细胞类型特异性的翻译响应。Ribo-ISS为研究具有空间组织特征的翻译程序提供了可扩展的框架，并拓展了空间组学在理解超越转录层面的基因调控方面的能力。

翻译调控在塑造细胞状态与功能方面发挥着关键作用，然而，具备单细胞分辨率的空间解析转译组谱分析方法仍然有限。在此，我们开发了核糖体锚定原位测序（Ribosome-tethered In Situ Sequencing, Ribo-ISS），这是一种基于成像的空间转译组学技术，可在完整组织中实现对核糖体相关mRNA的高通量绘制。Ribo-ISS将核糖体依赖的分子锚定与多重原位测序相结合，无需遗传操作或外源性核糖体标记，即可对翻译相关转录本进行特异性检测。我们证明，Ribo-ISS具有高度特异性，并能够在小鼠脑中实现单细胞空间转译组谱分析，准确重现主要细胞类型及其解剖组织结构。将其应用于睡眠剥夺模型时，Ribo-ISS同时解析了转录和翻译层面的变化，揭示了广泛存在的转录—翻译解耦现象以及不同细胞类型特异性的翻译应答。Ribo-ISS为研究空间组织化的翻译程序提供了一个可扩展的框架，并拓展了空间组学在理解转录之外基因调控机制方面的能力。

R.K.、C.L.、M.J.、J.H.、W.M.和Y.L.正在提交与本研究所述Ribo-ISS技术相关的专利申请。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740970v1?rss=1

🏷️ 单细胞转译组 空间组学 原位测序 核糖体锚定 翻译调控 小鼠脑