Nature重建單細胞的生命史

　　研究人員開發出了一些新方法來追溯單個細胞的生命史，揭示它們在受精卵中的起源。通過檢測健康細胞中人類基因組拷貝，他們構建出了從早期胚胎一路發育成為成體器官的組成部分每個細胞的圖像。這項研究發表在6月29日的《自然》（Nature）雜志上。

　　在個體的生命過程中，機體內所有的細胞都會產生體細胞突變，這類突變不是從父母那繼承而來，也不會傳遞給后代。這些體細胞突變攜帶著有關每個細胞終身經歷的編碼記錄。

　　通過檢測單細胞DNA中突變的數量和類型，研究人員能夠評估細胞已分裂了幾次或是多次，檢測個體生命過程中細胞經受的DNA損傷和修復過程的印跡。此外，將每個細胞的突變與機體其他細胞的突變進行比較，科學家們能夠繪制出自受精卵起詳細的發育樹。

　　論文的第一作者、維爾康姆基金會桑格研究所的Sam Behjati博士說：“利用這種新方法，我們可以窺探生物體的發育。如果我們能夠更好地了解個體的一生中隨著分裂正常、健康細胞產生突變的機制，我們將 獲得一些基本的認識，知道什么可以被視作是正常的，這與我們在癌細胞中所見的有什么不同。”

　　研究小組觀測了來自小鼠胃、小腸、大腸和前列腺的細胞。單細胞全基因組測序有潛力闡明正常細胞的這些生物學方面。然而，這樣的技術仍然在開發之中。單細胞微量DNA意味著當前獲得的突變數據無法精確地重建正確的譜系。因此，研究小組采用了類器官細胞團（organoid）技術來替代單細胞分析，他們培育單細胞生成了精確測序所需的足量的DNA。

　　研究人員記錄了來自不同研究組織的細胞突變數量的差異，這有可能是由于細胞分裂速度的差異所導致。并且在來自不同組織的細胞中發現了一些不同的突變模式，表明它們經受了不同的DNA損傷和修復過程，反映出不同的生命經歷。

　　這一實驗采用的是健康小鼠。如果小鼠細胞突變率與人類細胞的相似，這些技術還可用于提供關于正常人類細胞生命史的一些認識。

　　論文的資深作者、桑格研究所主任Mike Stratton教授說：“成人身體是由100萬億個細胞所構成，所有這些細胞均起源于一個受精卵。更廣泛地應用這一方法將使得我們能夠提供自受精卵起成 體細胞發育的清晰圖像。并且，通過檢測每個細胞中突變的數量和類型，我們能夠獲得寫在DNA中的日志，了解一生中每個健康細胞經歷的事件，并探討在人類疾 病中這是如何發生改變的。”