生物學(xué)中，細(xì)胞譜系示蹤類(lèi)似于繪制細(xì)胞家族樹(shù)，來(lái)追溯細(xì)胞從起源到分化的完整歷程。
近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院彭廣敦研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出新型單細(xì)胞譜系示蹤技術(shù)（DuTracer）。
這一技術(shù)通過(guò)巧妙結(jié)合CRISPR-Cas9和Cas12a兩種基因編輯工具，提升了細(xì)胞譜系追蹤的精度和深度，為解析胚胎發(fā)育、器官再生和疾病機(jī)制提供了新工具。
01
新技術(shù)提升追蹤精度
傳統(tǒng)的細(xì)胞譜系追蹤方法，因技術(shù)限制致使信息記錄不全，而基于CRISPR的基因編輯技術(shù)提高了分辨率，卻存在靶點(diǎn)間大片段刪除難題，如同在記錄家族歷史時(shí)丟失關(guān)鍵代際信息。
nload="this.removeAttribute('width'); this.removeAttribute('height'); this.removeAttribute('onload');" />
▲DuTracer設(shè)計(jì)及其在類(lèi)器官中的應(yīng)用示意圖
DuTracer的創(chuàng)新之處在于同時(shí)利用Cas9和Cas12a兩種核酸酶，并通過(guò)控制它們的激活時(shí)間，避免多靶點(diǎn)同時(shí)編輯引發(fā)的示蹤信息丟失。實(shí)驗(yàn)顯示，該技術(shù)在小鼠胚胎干細(xì)胞和類(lèi)器官模型中大幅降低了有害刪除事件，且記錄的細(xì)胞分裂層級(jí)更深，能夠更精準(zhǔn)地還原細(xì)胞分化路徑。
02
應(yīng)用前景廣闊
該研究在HEK293T細(xì)胞和小鼠類(lèi)器官中驗(yàn)證了DuTracer的性能。結(jié)果顯示，該技術(shù)能夠區(qū)分心臟細(xì)胞的不同起源如第一心域和第二心域，并可以揭示神經(jīng)中胚層前體細(xì)胞的分化偏好性。
DuTracer為單細(xì)胞水平的譜系追蹤設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，這一技術(shù)適用于胚胎發(fā)育研究，并有望用于解析癌癥轉(zhuǎn)移、器官再生等復(fù)雜過(guò)程。
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院
責(zé)任編輯：宋同舟