两篇论文颠覆胚胎发育的科学共识

　　最近，加州大学圣地亚哥分校的生物工程师发现，小鼠胚胎在受精后的最早期阶段（此时胚胎只有两到四个细胞），就已经在考虑它们的细胞命运。这一发现可能会颠覆关于“胚胎细胞何时开始分化为细胞类型”的科学共识。他们的研究，采用单细胞RNA测序，来研究小鼠基因组中的每个基因，相关研究结果发表在最近的《Genome Research》杂志。此外，该研究小组还在《PNAS》上发表论文，对胚胎发育精确阶段所收集的“时间进程”单细胞数据进行分析。

　　加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学院生物工程学教授Sheng Zhong称：“直到最近，我们才有一种技术，得以密切观察细胞。使用单细胞的RNA测序，我们能够在发育的多个阶段，测量小鼠基因组中的每个基因，以发现每个精确阶段的基因表达差异。”

　　研究结果揭示的细胞活性，可以让我们深入了解正常发育过程是在何处中止的，从而导致早期流产和出生缺陷。

　　研究人员发现，在两细胞和四细胞阶段，极少数基因彼此之间会发出明确的信号，这发生在精卵受精后的几天内，在胚胎植入子宫之前。在确定的基因当中，有几个基因属于Wnt信号通路，这个通路因其在细胞交流中的作用而众所周知。

　　直到现在，普通的看法一直认为，哺乳动物胚胎，在它们增殖到足够大的数字以形成子群之后，才开始分化为细胞类型。根据本文共同作者Fernando Biase和Xiaoyi Cao介绍，何时做出第一个细胞命运，是一个未解决的问题。对一个胚胎来说，首要的任务是，决定哪个细胞将开始形成胎儿，哪个细胞将会形成胎盘。

　　这项研究是由美国国立卫生研究院和美国畸形儿基金会资助。11月份，两项研究结果分别以“Cell fate inclination within 2-cell and 4-cell mouse embryos revealed by single-cell RNA sequencing”为题发表在《Genome Research》，以“Time-variant clustering model for understanding cell fate decisions”为题发表在《PNAS》杂志。

　　Zhong关于系统或网络生物学的研究，应用工程学原理来理解生物系统是如何发挥作用。例如，他们开发出某种分析方法，利用一个人的个人基因组和表观基因组，来预测个人的表型，指一个人的物理描述，从眼睛、头发颜色到健康状况和性情。表观基因组意指DNA中的化学物质，可调节基因表达且因人而异。用基因组和表观基因组来预测表型，是一个新兴的研究领域，科学家认为，这种研究可以为我们提供新的方法，来预测和治疗遗传性疾病。