《科學》2018年度突破：追蹤細胞發育

《科學》雜誌選擇了單細胞基因活性分析作為其2018年的科學年度突破，它們令研究人員能夠在個體細胞水平決定哪些基因會在胚胎早期發育時被開啟或關閉。

《科學》新聞編輯Tim Appenzeller說：「這些技術顯示了單一細胞是如何生長成為成年動物的複雜的組織與器官。」

這一過程涉及將完整細胞從生物體上進行分離，用被稱作單細胞RNA-seq的方法對其基因組內容進行測序，對早期細胞及它們的後代進行標記，以跟蹤其在發育時如何分裂成為多種類型的細胞。

科學家們預測，單細胞RNA-seq會在未來十年內轉變基礎生物學和醫學研究格局。

《科學》雜誌撰稿人Elizabeth Pennisi說：「分離數以千計的個體細胞並對每個細胞的基因物質進行測序，為每個細胞在某個時刻產生了什麼RNA提供了一幅快照。由於RNA序列是產生其的基因所特有的，因此研究人員能即刻看到哪些基因是活躍的。這些基因定義了細胞在做什麼。」

Pennisi說：「僅在2018年，研究詳細描述了扁蟲、魚、蛙及其它生物是如何開始形成器官及其附器的。全世界各地的研究團隊，正在應用這些技術來研究人類細胞是如何在其一生中成熟的，組織是如何再生的及細胞是如何在疾病（包括癌症）中發生改變的。」

在對單細胞RNA-seq技術的補充中，研究人員在早期胚胎細胞內引進了分子「追蹤器」（通過熒游標記或被稱作CRISPR的基因編輯技術）來標記它們，並追蹤它們如何在之後的發育中最終成為獨特的細胞譜系。Pennisi說：「通過將這些技術與單細胞RNA測序結合，科學家們可同時對個體細胞行為進行監測並觀察它們如何順應生物體正在展開的架構之中。還有一些人正應用類似的技術來追蹤正在發育的器官、肢體或其它組織中正在發生的事件——以及這些過程如何會出差錯而導致畸形或疾病。」

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