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WEHI 科学家开展的一项具有里程碑意义的研究为生物学最基本的谜团之一提供了新的视角：细胞如何分裂并生长成构成我们身体的复杂结构。这项研究产生了一种先进且领先的新技术，用于在胚胎发育早期追踪细胞，追踪它们如何分裂、迁移并分化成维持我们生命的器官、组织和系统。这项名为 LoxCode 的创新技术为转基因小鼠的每个细胞提供了数十亿个独立 DNA 条形码中的一个，从而可以对它们进行前所未有的详细追踪。
WEHI 科学家开展的一项具有里程碑意义的研究为生物学最基本的谜团之一提供了新的见解：细胞如何分裂并生长成构成我们身体的复杂结构。
这项研究产生了一种先进且领先的新技术，用于在胚胎发育早期追踪细胞，追踪细胞分裂、迁移并分化成维持我们生命的器官、组织和系统的过程。
这项名为 LoxCode 的创新技术为转基因小鼠的每个细胞提供了数十亿个独立 DNA 条形码中的一个，从而可以对它们进行前所未有的详细追踪。
该研究发表在《细胞》杂志上，为世界各地的科学家开辟了新的领域，使他们能够更好地了解我们如何生长、治愈和抵抗感染。
摘要：
研究人员开发出一种新的、复杂的方法，可以追踪受孕后几天内的细胞，并在细胞分裂和生长形成人体组织、器官和系统的过程中追溯它们的谱系。
WEHI 团队开发的 LoxCode 技术采用了类似于洗牌的过程，但在 DNA 层面上，可以创建数十亿个单独的条形码，从而可以对细胞进行前所未有的详细追踪。
这项创新技术已被世界各地的研究人员所利用。
生命蓝图的出现比我们之前认为的要早
令人难以置信的是，每个人都是从一个名为受精卵的创始细胞开始的。
从那一位始祖细胞开始，特化的细胞逐渐形成，构成了我们一切的细胞，从皮肤、大脑到血液和骨骼。细胞究竟如何决定其未来发展，以及它们之间如何相互关联，长期以来一直是科学之谜。
确定细胞将会变成什么样子不仅对于理解正常发育很重要，而且对于确定何时以及为何出现问题，从而导致疾病和紊乱也很重要。
首席研究员Shalin Naik教授表示，这项新技术已经在世界各地的众多实验室中使用，它使科学家能够在胚胎发育的早期追踪细胞的最终命运。
“当生命还只是一个由几百个细胞组成的球体时，我们发现一些细胞可以单独发育成身体中的每一种组织，而其他细胞则注定会发育成某种类型的组织，比如大脑、肠道、四肢或血液，”WEHI 实验室负责人 Naik 教授说道。
“最让我兴奋的是 LoxCode 所推动的研究的爆炸式增长——并不是每天都能创造出一种被广泛使用的工具，并且能够在最深层次上改变我们对身体运作方式的理解。”
该研究的主要作者兼 LoxCode 发明者Tom Weber博士表示，这项技术就像洗牌和分发一副牌，只不过是在 DNA 层面上。
“有了LoxCode，每个细胞都拥有独一无二的基因，并由其后代继承，最终形成完整的生物体。这就创建了一个可追踪的条形码，使我们能够以前所未有的细节洞察这一基本过程。”Weber博士说道。
通过细胞祖先分析实现更好的治疗
通过将细胞追溯到其祖先细胞，LoxCode 预示着未来可以发现发育障碍的早期根源。
作为研究的一部分，研究小组开发了一种基因工程小鼠模型，该模型可以对细胞进行条形码编码，并通过现成的 DNA 测序技术进行分析。
LoxCode 将彻底改变生物医学和发展研究，它能够在活体小鼠组织内按需生成多达 300 亿个随机 DNA 条形码，比现有技术多出数万倍。
目前，全球有许多项目正在使用该模型来研究广泛的研究问题，从大脑发育和免疫细胞行为，到中风后器官如何生长和组织如何再生。
Weber 博士运用他的物理学、合成生物学和数学知识来优化 LoxCode 序列的设计，该序列仅用 13 个小片段 DNA 就创造出了超过 300 亿个条形码的多样性。
他说：“LoxCode 本质上是对小鼠每个组织、每个细胞进行的 DNA 祖先测试，它可以帮助研究人员研究和解开生命中的一些最大谜团。”
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