本報北京3月2日電(記者晉浩天)如果把胚胎發(fā)育比作一場生命發(fā)展的“超級工程”，細(xì)胞分化便是其中最精妙的“施工藍(lán)圖”。如何讀懂這張決定細(xì)胞成長的“圖紙”？北京大學(xué)何愛彬團(tuán)隊給出了全新答案——他們通過開發(fā)全新技術(shù)，繪制胚胎發(fā)育表觀遺傳譜系“導(dǎo)航圖”，首次在單細(xì)胞層面解析了小鼠從受精卵到囊胚階段的全景組蛋白修飾動態(tài)，精準(zhǔn)鎖定控制細(xì)胞“成長分岔”的關(guān)鍵分子路標(biāo)。相關(guān)成果于日前以《基因組覆蓋的單細(xì)胞組蛋白修飾實(shí)現(xiàn)胚胎譜系追蹤》為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
胚胎發(fā)育如同精密的“分子交響樂”，表觀遺傳調(diào)控在其中扮演指揮家的角色。然而，是什么在幕后操控細(xì)胞的發(fā)展？傳統(tǒng)技術(shù)僅能通過少量細(xì)胞或單一維度捕捉片段化信息，如同“盲人摸象”，難以揭示細(xì)胞命運(yùn)決定的全局規(guī)律。何愛彬團(tuán)隊開發(fā)的TACIT和CoTACIT技術(shù)，突破了單細(xì)胞表觀組學(xué)檢測的技術(shù)瓶頸和極限，首次實(shí)現(xiàn)了全基因組覆蓋、多組蛋白修飾的并行分析，將單細(xì)胞檢測靈敏度提升近50倍，僅需20個細(xì)胞即可完成高精度檢測。
“這項技術(shù)像一臺‘分子顯微鏡’，不僅能看清每個細(xì)胞的表觀特征，還能動態(tài)追蹤它們?nèi)绾巍止f(xié)作’。”何愛彬告訴記者，通過分析3749個胚胎細(xì)胞中6種組蛋白修飾的動態(tài)變化，團(tuán)隊構(gòu)建了從受精卵到囊胚階段的“發(fā)育表觀譜系樹”，首次全景呈現(xiàn)了胚胎發(fā)育中染色質(zhì)狀態(tài)的時空演變規(guī)律。
何愛彬表示，該研究不僅為理解生命起源提供了新視角，更為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)影響。研究團(tuán)隊研發(fā)的新技術(shù)與理論框架，未來可應(yīng)用于胚胎質(zhì)量評估，人工誘導(dǎo)全能干細(xì)胞新方案，及癌癥早期篩查和個性化治療等。
何愛彬?qū)嶒炇议L期深耕單細(xì)胞表觀組學(xué)技術(shù)，此前開發(fā)的itChIP、CoBATCH等技術(shù)已廣泛應(yīng)用于發(fā)育生物學(xué)和疾病研究。“生命的奧秘遠(yuǎn)未窮盡，但每一次技術(shù)突破都讓我們更進(jìn)一步。”何愛彬表示，團(tuán)隊將繼續(xù)推動基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化，為人類健康貢獻(xiàn)“中國創(chuàng)造力”。
《光明日報》( 2025年03月03日08版)