新技术精准追踪细胞命运 | 科技前线

生物学中，细胞谱系示踪类似于绘制细胞家族树，来追溯细胞从起源到分化的完整历程。


近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院彭广敦研究团队开发出新型单细胞谱系示踪技术（DuTracer）。


这一技术通过巧妙结合CRISPR-Cas9和Cas12a两种基因编辑工具，提升了细胞谱系追踪的精度和深度，为解析胚胎发育、器官再生和疾病机制提供了新工具。


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新技术提升追踪精度






传统的细胞谱系追踪方法，因技术限制致使信息记录不全，而基于CRISPR的基因编辑技术提高了分辨率，却存在靶点间大片段删除难题，如同在记录家族历史时丢失关键代际信息。

▲DuTracer设计及其在类器官中的应用示意图


DuTracer的创新之处在于同时利用Cas9和Cas12a两种核酸酶，并通过控制它们的激活时间，避免多靶点同时编辑引发的示踪信息丢失。实验显示，该技术在小鼠胚胎干细胞和类器官模型中大幅降低了有害删除事件，且记录的细胞分裂层级更深，能够更精准地还原细胞分化路径。

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应用前景广阔






该研究在HEK293T细胞和小鼠类器官中验证了DuTracer的性能。结果显示，该技术能够区分心脏细胞的不同起源如第一心域和第二心域，并可以揭示神经中胚层前体细胞的分化偏好性。
DuTracer为单细胞水平的谱系追踪设立了新标准。同时，这一技术适用于胚胎发育研究，并有望用于解析癌症转移、器官再生等复杂过程。来源：中国科学院广州生物医药与健康研究院

责任编辑：宋同舟

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