如果查閱超過一百年前的期刊論文，大家可能會驚訝以前的人的論文題目有多「簡單」！可能只是觀察一個性狀、甚至開發一個培養基，都可以發一篇論文，而且，還是發在很不錯的期刊上喔！
在科里夫婦的時代，要做實驗，連實驗所需要的化學藥品都得自己製造與純化。或許是看自己的爸媽做研究太辛苦，他們的孩子湯姆（Carl Thomas “Tom” Cori）後來並沒有成為研究人員，而是在拿到學位後加入了Sigma化學藥品公司，後來還當了總裁。可能也是覺得賣化學藥品給老師們比較輕鬆又好賺？
到了我讀研究所的時代（1990前後），那時候已經沒有人自己製造與純化化學藥品了，都是打電話叫藥品。
那個時代，還沒有網路，而要了解生物的基因，要先把相關的片段clone出來自己做定序反應、跑膠。定序用的膠，因為解析度要高到能把相差「一個」核苷酸的DNA分開，所以膠非常的薄（0.3-0.4mm）；當然，那個膠也要自己做。
那麼薄的膠，跑完之後要怎麼取出呢？
要用一個鋼製的撬片插入兩塊玻璃版之間，然後用力撬一下！這一下可是非常關鍵的，如果撬開後，一半的膠黏在上面、一半黏在下面的玻璃版，那就只能重跑了⋯
開膠的時候真的是生死關頭，連呼吸都會摒住的！圖片作者：ChatGPT
等到開始可以送定序，真的是太開心啦！但是，一開始還是要提供足夠量的DNA，否則信號會很弱，造成儀器無法判讀。
那時候的我，怎樣也想不到，現在可以做「一個」細胞的定序，而且還是一個細胞的RNA定序。1990年代時的RNA定序，一定要用放射性磷（P32），不能用放射性硫（S35），因為只有放射性磷的信號才夠強。看到現在可以做一個細胞的RNA定序，真心覺得實在太厲害啦！
要做「一個細胞的RNA定序」是為了什麼呢？為了看個別細胞的基因表現狀況。
過去在做定序的時候，因為儀器敏感度的關係，所以無法進行單個細胞的定序反應。因此，雖然科學家們可以透過觀察生物體的性狀來瞭解少了某個基因，會影響植物的什麼功能，但還是無法解釋為什麼少了這個基因，會導致這麼多不同的性狀。
因此，科學家們開始懷疑，可能是不同類型的細胞對基因的「使用方式」不同，才會讓一個單一基因的突變產生這麼大的影響。
為了回答這個問題，最近有研究團隊針對172個玉米的品系進行了scATAC-seq（單細胞染色質可及性分析）以及snRNA-seq（單核轉錄體分析）。scATAC-seq的目的是要看基因體上面哪裡是屬於「開放」區域，通常開放的區域就代表該區域的基因正在表現。後者則是看基因表現量的高與低。
研究團隊分析了超過70萬個細胞核，涵蓋了33種不同的細胞狀態。透過這些資料，他們得以建立起玉米的基因調控圖譜。
研究團隊有什麼有趣的發現呢？
首先，他們發現，在這麼多個品系、這麼多種細胞之間，有些基因的表現是「放諸四海而皆準」的。有多少呢？大約有71%的基因是不同品系、不同細胞類型中都會表現的。至於其他的29%則是各自不相同。
另外，他們使用了玉米的祖先（大芻草）的資料來比對，結果找到了1587個區域是現代玉米基因特有的。更有趣的是，這些區域有很多都來自於轉位子。
另外，他們也觀察到，玉米在從熱帶遷移到溫帶的過程中，有些染色質的可及性發生改變；也就是說，氣候的適應造成玉米的基因調控網路重新規劃。
最後，他們發現，有些基因只會在特定的細胞狀態中表現，而在整體的分析中就無法觀察到，這也突顯了單細胞解析的重要性。
當然，我在看這篇論文時想到，其實若只是要看特定的組織是否表現了什麼特定的基因，也可以用報告基因（reporter）啊？當然，報告基因一次只能看一兩個基因，是沒有直接看單個細胞的全體基因表現差異這麼全面就是了；不過報告基因比較便宜、技術門檻比較低，但是只能看少數（通常是一兩個）基因；而單細胞定序可以一次通通看，不過技術門檻高、價格也比較高貴就是了。或者可以這麼說：報告基因是探照燈，而scATAC-seq 是整張地圖。要拿到地圖當然要花比較多銀子，就看你覺得值不值得啦。
圖片取自維基百科。
參考文獻：
Marand, A. P., Jiang, L., Regulski, M., Villwock, V. F., Mejía-Guerra, M. K., Liu, S., ... & Springer, N. M. (2025). The genetic architecture of cell type–specific cis regulation in maize. Science, 388(6691), eads6601. https://doi.org/10.1126/science.ads6601
