丽江乐投letou生物报路：驰名遗传学George Church是哈佛医学院的遗传学教授、Wyss钻研所的主题成员。。。。。。他开发了首个直接基因组测序和DNA多沉化步骤，，，，，为1994年破译首个细菌基因组合2003年的二代测序技术奠定基础。。。。。。在CRISPR/Cas呈此刻公共视野之前，，，，，Church就已经撰文具体介绍了Cas9 靶定步骤、刷新进展，，，，，并就将来临床上的潜在利用提出建议。。。。。。

Church暗示：“我是一个技术狂，，，，，年轻时，，，，，我会采取不限于生物学的各类技术伎俩，，，，，也使得我看到了很多罕见的食品。。。。。。我曾预测到将来可能会在人体细胞中编纂基因，，，，，因而一旦将尝试室组建起来，，，，，就立马投入这项工作，，，，，并且发此刻人体细胞中编纂DNA很有效。。。。。。”

在最新的一项钻研中，，，，，Church钻研组颁发了一项新技术，，，，，能够利用不休发展的遗传条形码来纪录发育中幼鼠细胞割裂的过程，，，，，追忆幼鼠体内每个细胞的谱系单细胞起源。。。。。。 这种步骤能援手科学家确定分歧细胞出现的地位和功夫，，，，，以及分歧细胞类型之间的亲昵关系，，，，，从而前所未有地深刻索求从受精卵到成年人的这个奇妙性命旅程。。。。。。

这一钻研成就颁布在Science杂志上。。。。。。

性命奇妙旅程

随着生物机体的发育，，，，，每个细胞都从其亲本细胞中继承了hgRNA序列突变，，，，，并获得其自身怪异的突变，，，，，而后将其传递给后世细胞。。。。。。通过比力身段分歧部位（肺，，，，，肝和神经元）的细胞之间的突变模式，，，，，科学家能够确定这些部位何时发展，，，，，以及它们彼此之间的亲昵关系。。。。。。

人体起头于单个细胞，，，，，细胞沉复割裂形成两个，，，，，而后是四个，，，，，而后是八个，，，，，一向到组成新生儿的约260亿个细胞。。。。。。追踪这些260亿个细胞是若何以及何时从一个受精卵中产生的，，，，，是发育生物学的一大挑战，，，，，这个领域到目前为止只能捕获和分析部门快照图像。。。。。。

CRISPR条形码

“当前的谱系跟踪步骤只能实时显示快照图像，，，，，要想看明显每一步，，，，，必须在物理上终场发育过程，，，，，就像看电影的各个帧一样”，，，，，Church说。。。。。。

遗传条形码是使用特殊类型的DNA序列创建的，，，，，该序列编码一种称为归巢领导RNA（hgRNA）的建饰RNA分子，，，，，设计hgRNA分子使切当存在Cas9（CRISPR-Cas9）时，，，，，hgRNA将疏导Cas9至其基因组中的自身hgRNA序列，，，，，而后Cas9进行切割。。。。。。细胞建复切割时，，，，，它能够在hgRNA序列中引入基因突变，，，，，其随着功夫累积以产生怪异的条形码。。。。。。

“这种条形码纪录步骤使我们可能沉建每个成熟细胞发育的齐全汗青，，，，，就像实时向后播放齐全的动态图像一样。。。。。。”

这种步骤令细胞谱系追踪成为了可能，，，，，通过不休发展的遗传条形码，，，，，纪录发育中幼鼠的细胞割裂过程，，，，，追踪实现每一衷熳系。。。。。。幼鼠体内的细胞能够追忆到它的单细胞起源。。。。。。

钻研人员通过创建一种“原始幼鼠（founder mouse）”在幼鼠体内构建hgRNA-Cas9系统，，，，，该幼鼠在其基因组中有60种分歧的hgRNA序列。。。。。。而后，，，，，钻研人员让表白Cas9蛋白的幼鼠与原始幼鼠杂交，，，，，产生受精卵，，，，，受精后hgRNA序列起头切割和突变。。。。。。

“在受精卵割裂的每一个细胞中，，，，，它的hgRNA都有可能产生变异，，，，，”第一作者，，，，，Wyss Institute和HMS的博士后钻研员Reza Kalhor博士诠释路，，，，，“在每一代中，，，，，除了从母细胞中遗传的细胞表，，，，，所有细胞都获得了自己怪异的突变，，，，，因而我们能够通过比力它们拥有的突变来追踪有关的分歧细胞。。。。。。”

每个hgRNA能够产生数百个突变等位基因。。。。。。总的来说，，，，，它们能够天生一个怪异的条形码，，，，，蕴含成年幼鼠中约100亿个细胞中每个细胞的齐全发育谱系。。。。。。

解答关键问题

通过陆续纪录细胞发育过程，，，，，钻研人员也能够解决关于胚胎大脑的持久问题——首先大脑是将其前端与后端分辨隔来，，，，，还是先将其左侧与右侧分辨隔来？？？？？？？

钻研人员通过比力两只幼鼠脑部门歧部位的细胞中存在的hgRNA突变条形码，，，，，发现每个脑区左侧的神经元与统一区域右侧的神经元关系更亲昵，，，，，这注明，，，，，在中枢神经系统发育的左右patterning之前出现了前后脑patterning。。。。。。

“这种步骤使我们可能进入模型生物体的最终发育阶段，，，，，并从那里沉建一个齐全的谱系树，，，，，一向追忆到它的单细胞阶段。。。。。。这是一个有野心的指标，，，，，注定必要很多尝试室几年能力实现，，，，，但本文代表了实现指标的沉要一步，，，，，”Church说。。。。。。钻研人员此刻专一于改进他们的读出技术，，，，，但愿能够分析单个细胞的条形码并沉建已纪录的谱系树。。。。。。

“随着功夫的推移，，，，，可能陆续纪录细胞汗青将成为是发育生物学中的一个沉要里程碑，，，，，它有望以指数方式增长我们对单细胞成长形成成年动物的过程的理解，，，，，若是利用于疾病模型，，，，，它能够提供关于疾病如癌症若何出现的新见解，，，，，”Wyss钻研所首创主任Donald Ingber说。。。。。。

其它条形码钻研进展

Aaron McKenna和同事们开发出了一种叫做GESTALT的谱系追踪步骤。。。。。。这种步骤将怪异的突变模式引入到了称作为基因组条形码的短遗传序列中。。。。。。随后利用子细胞中突变条形码的DNA序列来沉建细胞谱系关系。。。。。。

McKenna等在细胞造就物和活体斑马鱼中证实了这一技术的效力。。。。。。在斑马鱼的胚胎阶段引入条形码，，，，，并在成年期分析各类组织，，，，，钻研人员发现少数的几个胚胎祖细胞天生了组成成体器官的大无数细胞。。。。。。例如在4月龄的斑马鱼中观察到1,138个基因变异体中只有5个天生了98%以上的血细胞。。。。。。

作者们指出，，，，，在将来的分析中能够利用这一新技术来追踪正常发育中越发复杂的多细胞过程，，，，，还能够利用它来甄别出肿瘤和转移灶的细胞发源。。。。。。