重建细胞家谱 生物学家利用DNA来追踪人类和其他动物物种种系,同样的分子生物学家可以用DNA来追踪细胞的谱系。随着动物的发育,它们的细胞分裂繁殖,产生新的一代。分子生物学家们一直在开发各种方法来重建细胞家族的谱系,并回答它们何时以及如何发育的问题。 两个新的强大的工具有助于实现这一目标:一、基因组编辑:运用DNA剪辑系统CRISPR,一个发育中的有机体的遗传密码可以在任何指定的目标位置进行改变。在一个细胞的基因组中出现的任何变化都会传递给后代。所以在动物发育早期发生的一个变化将出现在它的许多子细胞中,而近期的变化将出现在较少的子细胞中。通过分析DNA编辑的分布模式,研究人员可以识别细胞的共同祖先,并弄清楚它们是如何相关的。例如,他们可以确定哪些细胞是姐妹或表姐妹。 类似的方法被用于不同领域的科学,包括中世纪的历史。蔡龙说:“历史学家可以根据抄写员的错误在中世纪修道院的传播来识别中世纪手稿的起源与谱系。历史文本的传播错误是带有丰富信息的,而在我们的情况下是在细胞里。” 另外一个工具称为顺序单分子荧光原位杂交(seqFISH),这是由蔡龙团队开发的用来研究单细胞中哪些基因是活跃的。在最近Neuron的文章中,蔡龙的团队演示了如何用该技术来确定在一个单一细胞中的超过200个基因的表达水平。该方法还让研究人员在体内分析细胞的基因活性。以前的技术需要将细胞从它们的自然环境中分离。 在新的研究中,科学家将两个工具结合在一起:用seqFISH来追踪通过CRISPR引入基因组的编辑更改。通过用seqFISH来观察细胞是否共有相同的CRISPR编辑标记,来把细胞区别开来。
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