想要了解細(xì)胞乃至細(xì)胞核的基因表達(dá)情況，首先我們必須能夠準(zhǔn)確的獲取細(xì)胞及細(xì)胞核內(nèi)的基因，然后再對其進(jìn)行精細(xì)的測序。在先前的研究的當(dāng)中，通過小鼠或細(xì)胞系進(jìn)行單細(xì)胞基因表達(dá)解析或單細(xì)胞核基因表達(dá)解析僅僅停留在概念階段，并沒有大規(guī)模的投入現(xiàn)實的科研研發(fā)當(dāng)中去。李寅青教授在美國留學(xué)期間創(chuàng)新性地將組織固定與單細(xì)胞核提取技術(shù)相結(jié)合，全面避免了傳統(tǒng)技術(shù)會對基因表達(dá)的干擾。這一突破性的發(fā)明將單細(xì)胞核基因表達(dá)解析技術(shù)帶入現(xiàn)實中的科研研發(fā)當(dāng)中。

我們都知道基因測序會帶給研究者海量數(shù)據(jù)，如何處理和分析這些海量數(shù)據(jù)一直是困擾研究者的大難題，傳統(tǒng)地分析方法是人工篩選有用的信息，這樣的做法既費時又費力，同時還存在遺漏和錯誤的分析等問題。李寅青教授碩博期間就讀于MIT電機(jī)工程與計算機(jī)科學(xué)專業(yè)，博士期間更是師從著名基因編輯大咖張鋒教授。這樣的求學(xué)經(jīng)歷，令李寅青對生物學(xué)及基因?qū)W有了更為深入的了解，在結(jié)合自身的專業(yè)知識，開發(fā)出基于機(jī)器學(xué)習(xí)的單細(xì)胞核基因表達(dá)解析技術(shù)，利用計算機(jī)高效的算法，實現(xiàn)單細(xì)胞分析的高分辨率、覆蓋度和靈敏性。

在采訪中，李寅青教授表示，他自小對人類大腦十分著迷，那么復(fù)雜的一個人體器官，研究和開發(fā)相應(yīng)的治療技術(shù)，必須有強(qiáng)大的工具，為此，李教授利用他自己發(fā)明的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的單細(xì)胞核基因表達(dá)解析技術(shù)首次追蹤和解析到成年健康脊髓神經(jīng)再生的罕見過程，為研究脊髓神經(jīng)修復(fù)有著重要的意義。這篇文章以共同第一作者發(fā)表于2016年的《Science》雜志。這項技術(shù)在藥物研發(fā)和臨床檢測中實用價值受到廣泛關(guān)注，參與創(chuàng)建的相關(guān)科技公司，呈源生物技術(shù)有限公司也已完成第二輪融資。在該技術(shù)基礎(chǔ)上，李寅青教授進(jìn)一步開發(fā)了神經(jīng)單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)，整合膜片鉗、膨脹顯微、原位雜交和體內(nèi)CRISPR 篩選，實現(xiàn)對神經(jīng)環(huán)路從分子、生理、結(jié)構(gòu)、功能多層次的整體高通量解析，并應(yīng)用該技術(shù)，揭示了丘腦外周的抑制神經(jīng)元是與遺傳性多動癥等精神疾病相關(guān)的核心神經(jīng)環(huán)路中的關(guān)鍵組成部分，對篩選潛在的藥物靶點提供了重要信息。

李寅青教授不僅在機(jī)器學(xué)習(xí)與單細(xì)胞核基因表達(dá)解析上有重要的學(xué)術(shù)突破，其在CRISPR基因編輯技術(shù)上也有重要的建樹。

CRISPR基因編輯技術(shù)存在脫靶效應(yīng)，這使得該技術(shù)在應(yīng)用上首先需要考慮安全性問題。為了降低CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的脫靶率，各國研究者都在絞盡腦汁使用不同的方法去解決這一問題。李寅青教授是CRISPR-Cas9 基因編輯靶點篩選專利技術(shù)的發(fā)明人，它是首個能夠選測特異性最好靶點的算法，進(jìn)而減少脫靶的發(fā)生。另外，由李寅青教授主導(dǎo)或參與開發(fā)的高效定量細(xì)胞改造、篩選、干細(xì)胞分化的合成生物學(xué)基因電路技術(shù)為哺乳動物細(xì)胞的基因編程的大型化和實用化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

李寅青教授表示，“作為一個研究者，首先就是要專注，不要跟風(fēng)去做一些事，而是應(yīng)該專注自己的研究，開拓新的研究領(lǐng)域，最大化地將學(xué)術(shù)研究轉(zhuǎn)化為具有社會價值的研究應(yīng)用”。