探寻生命奥秘，我国科学家又进一步

科普中国 · 公众号 · 科学 · 2025-03-04 21:30

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如果把胚胎发育比作一场生命发展的“超级工程”，细胞分化便是其中最精妙的“施工蓝图”。如何读懂这张决定细胞成长的“图纸”？北京大学何爱彬团队给出了全新答案——他们通过开发全新技术，绘制胚胎发育表观遗传谱系“导航图”，首次在单细胞层面解析了小鼠从受精卵到囊胚阶段的全景组蛋白修饰动态，精准锁定控制细胞“成长分岔”的关键分子路标。相关成果于日前以《基因组覆盖的单细胞组蛋白修饰实现胚胎谱系追踪》为题发表于国际学术期刊《自然》。

胚胎发育如同精密的“分子交响乐”，表观遗传调控在其中扮演指挥家的角色。然而，是什么在幕后操控细胞的发展？传统技术仅能通过少量细胞或单一维度捕捉片段化信息，如同“盲人摸象”，难以揭示细胞命运决定的全局规律。何爱彬团队开发的TACIT和CoTACIT技术，突破了单细胞表观组学检测的技术瓶颈和极限，首次实现了全基因组覆盖、多组蛋白修饰的并行分析，将单细胞检测灵敏度提升近50倍，仅需20个细胞即可完成高精度检测。

“这项技术像一台‘分子显微镜’，不仅能看清每个细胞的表观特征，还能动态追踪它们如何‘分工协作’。”何爱彬告诉记者，通过分析3749个胚胎细胞中6种组蛋白修饰的动态变化，团队构建了从受精卵到囊胚阶段的“发育表观谱系树”，首次全景呈现了胚胎发育中染色质状态的时空演变规律。

何爱彬表示，该研究不仅为理解生命起源提供了新视角，更为医学领域带来深远影响。研究团队研发的新技术与理论框架，未来可应用于胚胎质量评估、人工诱导全能干细胞新方案，及癌症早期筛查和个性化治疗等。

何爱彬实验室长期深耕单细胞表观组学技术，此前开发的itChIP、CoBATCH等技术已广泛应用于发育生物学和疾病研究。“生命的奥秘远未穷尽，但每一次技术突破都让我们更进一步。”何爱彬表示，团队将继续探索表观调控在疾病中的作用，开启新一代表观液体活检技术及诊断革新，推动基础研究向临床转化，为人类健康贡献“中国创造力”。

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来源丨光明日报

责编丨钟艳平

审校丨徐来林林