以单细胞分析为出发点的国自然,该如何设计?

文摘   科学   2024-12-19 07:05   上海  


首先问大家一个问题:为何大家申请国自然喜欢蹭热点?

可能大部分人的答案是:新呗,见得少,抓眼球,自然就让专家眼前一亮。

青椒哥觉得这样的答案太过肤浅,其实正确答案应该是:之所以研究(ceng)新的(re)领域(dian),是为了解决新的科学问题。

生命科学之所以难,是因为生物个体乃至细胞的活动,哪怕一秒钟的时间内,分子与分子之间都存在着“拮抗、促进、抑制、降解、反馈环”等等非线性复杂的互作网络,而细胞与细胞之间也存在这样类似的“非线性互作网络”,什么叫做“非线性”?

线性linear,指量与量之间按比例、成直线的关系,非线性non-linear则指不按比例、不成直线的关系,所以“生命现象”远非一个国自然中的“ABCD通路”能解释得通,而现有科研技术以及统计分析工具,只能对某一科学现象做“线性思考”,也就是“Yes or No”的思考。

因此现有科研工具的“线性局限性”,无法对非线性互作导致的生命科学现象给出完美的答案。

一个国自然项目,只能揭示其“冰山之一角”,只能发现通向罗马城的众多大路中的仅仅一条。

面对着纷繁浩渺的“生命现象”,如何提出“新的科学问题”,非常重要,且艰难,而且才只是漫漫科研路的第一小步而已。

但科研技术或者工具的日益精进,使得提出和解决“新的科学问题”的效率迅速提升。

近些年出现的单细胞转录组测序(Single-cell RNA-sequencingscRNA-seq)、空间转录组(Spatial transcriptomicsST)测序技术,将生物信息的维度从组织水平,精细到了细胞维度,这就相当于放大镜、显微镜的发明一样,使得我们能观察到更加微观、精细的细节,从而为我们打开新的科学问题的大门。

单细胞测序使得我们发现哪些新的科学问题呢?大致有以下几类:

1.为何A细胞的数量要比B细胞多?

2.为何X基因在A细胞上的表达水平比在B细胞上高?

3.为何A细胞有这么大的异质性?不同亚型细胞的作用分别是什么?可用于构建细胞谱系的分化轨迹,创建细胞发育谱系的分子图谱。

4.同时分析单个细胞的基因组、转录组、表观基因组及蛋白组。

5.以无偏差的方式推断和发现新的细胞类型。

6.更强的发现能力来检测新的基因,无需事先了解序列信息,并且在定量罕见变异和转录本时具有更高的灵敏度。

总之就是可以发现:新分子、新细胞、新的细胞互作形式等。

那么你的国自然的立项依据的小标题可以这样的规划了:


1)XXX疾病的研究意义;


2)XXX疾病的单细胞景观揭示A细胞-B细胞为高度相关的细胞群;


3)体外实验发现A细胞正调控或者负调控B细胞的某种功能;


4)单细胞测序结合多重免疫荧光、细胞实验揭示Y/Z蛋白介导了A、B细胞之间的通讯;


5)Y/Z蛋白信号轴的分子对接分析、CO-IP实验。


6)科学假说:根据单细胞分析和实验发现,Y/Z蛋白信号轴介导AB细胞互作参与XXX疾病的发生发展。

至于研究方案中,你还可以增加更多,创新的功能实验和分子实验来完善该科学假说,例如类器官、基因小鼠以及其他分子互作技术(GST-pulldown、截断实验)来进行研究。


2024年度国自然医学部50大科研热点中标数统计如下:

本团队从国自然、省市级课题申报、学术代表作规划、实验方案设计、科研技能教育培训等提升年轻科研者科研水平,真正掌握国自然课题设计的核心要点、精妙逻辑和标书撰写技巧,提高标书水平和质量,最终中标国自然。

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