在生物学领域，生殖细胞的发育一直是科学家研究的热点。生殖细胞是生命延续的桥梁，在生物体中扮演着至关重要的角色。无论是在微小的线虫还是复杂的哺乳动物中，生殖细胞的发育过程都是一个复杂而精妙的生物学现象。生殖细胞不仅需要经历一系列的分化和成熟过程，还必须在正确的时空条件下完成这些过程，以确保后代的健康和生存。近日，申恩志实验室在Cell Discovery上发表了一篇题为“Spatiotemporal Single-cell Architecture of Gene Expression in the C. elegans Germ Cells”的研究论文。该研究以秀丽隐杆线虫为模型，利用其简单且透明的生殖系统，揭示了“生殖细胞”的单细胞转录图谱。研究重点揭示了精子细胞发育过程中的基因表达单细胞架构，为理解生殖系统的解剖、分化和功能机制提供了新的视角。本文将详细介绍该研究的精彩内容，特别是精子发育过程中小RNA的动态变化和调控的网络，以及研究团队提供的在线资源。

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https://www.nature.com/articles/s41421-025-00790-4

精子发育过程中基因动态表达和转录调控的识别

利用秀丽隐杆线虫为模型，本研究建立了L4时期线虫生殖细胞的单细胞转录图谱，发现L4时期的生殖细胞有两个发育轨迹：精子发育过程和卵子发育过程。由于L4时期主要是精子发育，因此本研究对精细胞进行了更细致的亚群分群，标记为SP1-5。通过伪时间轨迹分析，本研究识别出3163个基因在伪时间上表现出动态表达模式，并构建了这些基因的转录调控网络，为理解精子细胞的发育过程提供了重要线索。

图1. 精子发生发育过程中的转录和调控

小RNA通路在精细胞中动态变化

已有研究表明，小RNA通路对精子发育过程起着至关重要的作用。本研究发现，随着精细胞的发育，piRNA