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”，細胞分化便是其中最精妙的“施工藍圖”。如何讀懂這張決定細胞成長的“圖紙”？北京大學(xué)何愛彬團隊給出了全新答案——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)，精準鎖定控制細胞“成長分岔”的關(guān)鍵分子路標。相關(guān)成果于日前以《基因組覆蓋的單細胞組蛋白修飾實現(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胞的發(fā)展？傳統(tǒng)技術(shù)僅能通過少量細胞或單一維度捕捉片段化信息，如同“盲人摸象”，難以揭示細胞命運決定的全局規(guī)律。何愛彬團隊開發(fā)的TACIT和CoTACIT技術(shù)，突破了單細胞表觀組學(xué)檢測的技術(shù)瓶頸和極限，首次實現(xiàn)了全基因組覆蓋、多組蛋白修飾的并行分析，將單細胞檢測靈敏度提升近50倍，僅需20個細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個胚胎細胞中6種組蛋白修飾的動態(tài)變化，團隊構(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)域帶來深遠影響。研究團隊研發(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。“生命的奧秘遠未窮盡，但每一次技術(shù)突破都讓我們更進一步。”何愛彬表示，團隊將繼續(xù)推動基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化，為人類健康貢獻“中國創(chuàng)造力”。
《光明日報》( 2025年03月03日08版)