遗传路线图揭示单个细胞怎么构建生物体

在一项具有里程碑意义的研究中，科学家系统地分析了斑马鱼和青蛙胚胎的每个细胞，并建立了一个遗传和基因路线图，以揭示单个细胞是怎样发育成完整的生物体。

无论是人类、动物还是昆虫，所有的多细胞生物都是从单细胞开始的。每个新细胞必须在正确的时间生长到正确的位置，并与其他组织协调发挥某个特定的功能。虽然关于基因的研究历史已经有数十年，但是对这一过程的完整理解被生物学家忽略了。

最近，美国哈佛医学院的科学家使用单细胞测序技术追踪了胚胎中头24小时内个体细胞的命运。他们分析了基因开启或关闭的所有过程，以及胚胎细胞何时转变为新的细胞状态和类型。

研究人员表示：用单细胞测序的方法，可以在一天的时间里，分析胚胎细胞在生命的最初阶段是怎么变迁的。哈佛大学生命科学教授希尔则认为：除了揭开生命早期阶段新的秘密之外，这项实验还为重新认识一系列疾病打开新的大门。在将来，这种方法不仅可以用来研究胚胎的发育，还可以用了攻克癌症或脑变性疾病等。

处于发育状态的胚胎，每个细胞都携带有完整基因的拷贝。像建筑高楼大厦的基础时，只需要使用蓝图中最开始的部分一样，细胞必须在适当的时候，有必要和正确的基因表达才能使胚胎正常发育。

在实验中，科学家分析了斑马鱼和西爪哇蟾蜍的胚胎，这是生物学中研究最深入的两个物种。研究人员用自己开发的单细胞测序技术，可以一次性从单个胚胎细胞中捕获它和基因交流信息的数据。研究团队在24小时内，于多个时间点为两个物种分析了超过,个胚胎细胞，并开发了一种细胞“家族树”，揭示了25种细胞类型中的基因表达是如何变化的。

研究团队发现了一些比较隐蔽的的细节，如罕见的细胞类型和亚型，并将基因表达模式与不同的细胞谱系联系起来。在某些情况下，他们发现细胞类型出现得比以前想象的要早得多。

研究人员说：要了解生物体是如何形成的，需要知道哪些基因会在细胞生长时打开或关闭，而不仅仅是基因组的静态序列。这次实验是第一种系统和定量地解决这个问题的技术方法，它为研究发育生物学和疾病提供了新的思路。

转载请注明：http://www.abuoumao.com/hyfz/2509.html