首個人類肢體發(fā)育單細胞時空圖譜發(fā)布
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2024-1-12 07:02
網(wǎng)絡
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|原作者: 試管之家|來自: 網(wǎng)絡
摘要: 從受精卵到完整的人體，我們的四肢是如何發(fā)育的？科學家們利用單細胞技術找到了一些線索。1月7日，記者從中山大學獲悉，中山醫(yī)學院張洪波教授研究小組發(fā)布了 ...
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從受精卵到完整的人體，我們的四肢是如何發(fā)育的？科學家們利用單細胞技術找到了一些線索。1月7日，記者從中山大學獲悉，中山醫(yī)學院張洪波教授研究小組發(fā)布了第一個人體發(fā)育單細胞時空圖，分析了胎兒四肢的細胞進化路徑和細胞空間位置的決定過程。相關成果論文發(fā)表在《自然》上。 肢體建成的時空調(diào)節(jié)機制是生物學發(fā)育的經(jīng)典問題。例如，張宏波說：“把雞胚胎中形成前肢的細胞團切下來，移植到背部，可以長出完整的翅膀。去除成年蜥蜴的腿，它可以很快再生，即使在8到10次之后，它仍然可以長出新的腿，而且?guī)缀鯖]有疤痕。然而，大多數(shù)哺乳動物，包括人類，在進化過程中失去了成年后的再生能力?！?/p> 在細胞命運決定的問題上，過去，科學家往往只能跟蹤某個細胞的發(fā)育路徑，最多同時跟蹤兩三個細胞的發(fā)育路徑，看不到所有細胞的命運是如何進化的。至于細胞的空間位置，科學家們通過對胚胎進行單一或少數(shù)細胞染色，了解到的基因數(shù)量非常有限。 單細胞轉(zhuǎn)錄組技術和單細胞空間轉(zhuǎn)錄組技術的發(fā)展使探索細胞進化過程成為可能。 張宏波研究小組從第五周初到第九周連續(xù)取樣胚胎，獲得10多萬個細胞，每個細胞約2000個基因。通過計算和分析，該團隊率先構建了包括所有細胞類型在內(nèi)的人類四肢發(fā)育的精細單細胞地圖。通過團隊自主開發(fā)的單細胞數(shù)據(jù)分析工具——DEAPLOG，它們還能更好地找到每個細胞的特征，找到關鍵基因，并將這些基因錨定到細胞進化的道路上。有了這些信息，團隊可以進一步驗證哪些基因?qū)е录毎\的歧化。 第一作者、張宏波團隊博士后張寶介紹，利用這一地圖，可以直觀地跟蹤特定時間和地區(qū)產(chǎn)生的細胞類型，識別新的細胞類型，描繪不同類型細胞激活的關鍵基因。 張寶說：“當這些基因的表達不遵循既定的模式，并發(fā)揮關鍵的調(diào)節(jié)作用時，可能會導致特殊的發(fā)育表型，如短指和多指?！?。 |
