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科学家将细胞的DNA历史与胚胎起源相结合

发表于 2017-08-09

卵的受精导致遗传上独特的细胞谱系,随着细胞分裂而展开 - 最终产生成熟的生物,在人类的情况下,包含约1亿个百万个细胞。同时,在有机体的一生中,细胞DNA累积不是从亲本DNA遗传的突变 - 这些所谓的“体细胞”突变携带每个细胞的生命体验的记录。

现在,英国的科学家已经找到了一种方式,将个体细胞的遗传生命历史重建成受精卵的起源。他们在自然杂志上报告他们的发现 。

成就可以帮助我们更好地了解像癌症这样的疾病,正如剑桥威康信托桑格研究所的教授兼主任Mike Stratton解释说:

“...通过查看每个细胞中突变的数量和类型,我们将能够获得日记,DNA中的记录,每个健康细胞在其生命周期中经历的每一个细胞,然后探讨如何在人类疾病。”

该小组对来自不同类型组织的细胞DNA进行了测序

在他们的文章中,Stratton教授及其同事解释了他们通过观察胃,大肠和小肠以及老鼠前列腺的细胞来开发方法。

他们培养单细胞以产生足够的DNA以进行足够精确的基因组测序。

当他们将细胞DNA从一种类型的组织与另一种类型的组织进行比较时,发现不同细胞累积的突变数量有差异 - 他们认为这可能是由于细胞分裂率的差异。

每次细胞分裂时,其DNA会积累微小的变化。想想抄写一个写作页面 - 几个打字错误或意外变化的机会很小,现在想起数百万页面,并一次又一次地转录。

细胞类型中突变的模式和速率都有差异

但是团队发现,不仅不同细胞类型之间的突变数量不同,而且也是模式。他们说这表明细胞暴露于不同类型的DNA损伤和修复,反映了他们不同的终身体验。

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不仅不同细胞类型的突变数量不同,而且模式也不同,团队建议细胞暴露于不同类型的DNA损伤和修复。回到文件类比 - 身体试图将任何复制错误放在DNA修复过程中,而不像校对者检查抄录脚本。

因此,通过查看细胞DNA中突变的数量和类型,如果分组只能少数次或多次,那么该小组就可以解决 - 并且还可以检测细胞经历过的DNA损伤的印记或“签名”生物的生命。

他们做的另一件事是比较不同细胞类型中的突变模式和率,这有助于他们从受精卵中绘制一个详细的发育树。

作者指出,他们正在和健康的小鼠一起工作,但是如果突变率在人类中是相似的,那么很有可能使用他们的方法来研究人类细胞的生命史。

桑格研究所的第一作者Sam Behjati博士说:

“如果我们能够更好地了解正常的健康细胞在一个人的生命周期中发生变异,我们将获得对可以被认为是正常的以及与癌细胞中我们看到的不同之处的根本洞察。”

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