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英国韦尔科姆基金会桑格研究所的科学家近日利用基因组测序技术，通过观察健康细胞基因组的变异过程，成功追溯了一个细胞从受精卵到成熟器官的生命历史。他们构建了多种组织细胞的发展历程，从早期胚胎开始，直到它们成为成熟器官中的一部分。相关论文发表在《自然》杂志上。

在多细胞生物的生命历程中，身体的所有细胞都会发生体细胞表型变异。这种变异并非遗传自父母，而是在个体一生中不断积累，其中携带的密码记录了每个细胞的生命经历。通过分析细胞DNA中变异的数量和类型，研究人员可以评估细胞是否分裂过、分裂了多少次，并探测DNA损伤或修复过程的特征标记。通过比较不同细胞的变异，可以绘制出从受精卵开始的详细细胞发育世系图。

研究小组观察了小鼠胃部、小肠、大肠和前列腺的细胞。他们对细胞进行培养以产生足够的DNA用于精确测序。未来单细胞测序技术可能发展到仅用一个细胞就能完成实验，但目前单个细胞中的DNA数量太少，无法获得足够精确的变异数据来重建细胞世系。

他们记录了不同组织细胞变异次数的差异。这种差异可能由细胞分裂速度不同引起，而且不同组织细胞的变异方式不同，表明其DNA损伤和修复过程不同，反映了细胞不同的生命经历。

这些变异有助于深入理解细胞世系的发展。“利用这种新方法，我们能追溯一个生物的发展历程。”论文第一作者、韦尔科姆基金会桑格研究所的萨姆·贝雅提说，“如果我们能更多了解在一个人生命历程中，正常健康细胞在分裂时是怎样变异的，就能从根本上理解什么是正常的，以及这种表型变异与癌细胞造成的差异有何不同。”

本实验的细胞来自健康小鼠，如果人体细胞变异的速度与小鼠类似，这些技术也能用于揭示人体细胞的生命史。论文高级作者、研究所主管麦克·斯特拉顿教授说：“成人身体由100万亿个细胞组成，所有这些细胞都来自一个受精卵。这种方法进一步扩展，能为我们提供一个清晰画面，显示一个成熟细胞是怎样从受精卵发展而来的。此外，观察每个细胞变异的数量和类型，我们能得到一部DNA‘日记’，记录着每个健康细胞一生的经历，并探索这些变化如何在人体疾病层面表现出来。”