對(duì)于許多觀星者來說，流星不僅僅是突然出現(xiàn)的發(fā)光的巖石，掠過天空，眨眼間看不見。他們是未來事物的跡象 - 如果能夠正確解讀的話。Cellgazers可能會(huì)開始對(duì)發(fā)育細(xì)胞的方式感覺相同，即細(xì)胞比干細(xì)胞更成熟，但尚未完全分化。

在它們的中間階段，發(fā)育中的細(xì)胞可以顯示基因表達(dá)的差異，這些差異與它們稍縱即逝一樣是個(gè)體的。雖然這些短暫的差異往往被忽視，但它們可能會(huì)產(chǎn)生重大的長期影響。例如，他們可能有助于解釋復(fù)雜性狀和疾病的起源。

芝加哥大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家們正在觀察這種可能性。他們說，如果你只關(guān)注未分化或成熟的細(xì)胞類型，你會(huì)錯(cuò)過細(xì)胞分化過程中發(fā)生的基因表達(dá)的高度動(dòng)態(tài)變化。為了瞥見這些變化，科學(xué)家分析了人類干細(xì)胞中16個(gè)時(shí)間點(diǎn)的RNA序列數(shù)據(jù)，當(dāng)它們發(fā)育成心肌細(xì)胞或心肌細(xì)胞時(shí)。在這個(gè)過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種表達(dá)數(shù)量性狀基因座(eQTL)，這些DNA與個(gè)體間基因表達(dá)差異有關(guān)。

芝加哥大學(xué)基因醫(yī)學(xué)主任Yoav Gilad博士說：“這些協(xié)會(huì)......在一個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)，在發(fā)育過程中從未出現(xiàn)過，它們實(shí)際上可能對(duì)成熟組織的表型很重要，甚至可能是疾病。” “但除非你在那個(gè)特定的時(shí)間研究那些特定的細(xì)胞類型，否則你永遠(yuǎn)不會(huì)看到它們。”

吉拉德的實(shí)驗(yàn)室與約翰霍普金斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程副教授Alexis Battle博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)合作。Gilad和Battle實(shí)驗(yàn)室共同發(fā)現(xiàn)了他們每天從19種不同人類細(xì)胞系的細(xì)胞中采集的RNA中的模式，持續(xù)16天。模式出現(xiàn)了，但并非一下子全部出現(xiàn)。

詳細(xì)的研究結(jié)果發(fā)表在6月28日的“ 科學(xué) ”雜志上，題為“ 細(xì)胞分化過程中基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)遺傳調(diào)控 ”。

“我們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)eQTL，其中富集了相關(guān)細(xì)胞類型的增強(qiáng)子，”該文章的作者寫道。“我們還發(fā)現(xiàn)了非線性動(dòng)態(tài)eQTL，它們只影響分化的中間階段，而且不能通過使用來自成熟組織的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)。”

發(fā)育過程中出現(xiàn)的短暫差異可能有助于解釋不是由單一基因突變引起的復(fù)雜疾病(如癌癥，心臟病或糖尿病)的風(fēng)險(xiǎn)差異。相反，這些復(fù)雜的疾病很可能是由數(shù)十個(gè)(如果不是數(shù)百個(gè))微妙的基因突變以及與生活方式和環(huán)境的相互作用引起的。就其本身而言，這些小突變不會(huì)影響您的整體健康，但它們可以共同提高特定疾病的風(fēng)險(xiǎn)。新的研究表明，這些小的遺傳差異可能會(huì)影響基因在整個(gè)過程中的許多方面的表達(dá)。

“我們認(rèn)為，很多可以最終解釋您的風(fēng)險(xiǎn)狀況的相關(guān)分子變化不會(huì)發(fā)生在我們可以從成人體內(nèi)采集的心臟，肝臟或胰腺的成熟組織中，”Gilad指出。“它們可能發(fā)生在更早的某個(gè)地方。”

從一個(gè)人身上取出干細(xì)胞，將它們哄騙到不同種類的成熟細(xì)胞中 - 同時(shí)定期對(duì)RNA表達(dá)進(jìn)行取樣 - 仍然是耗時(shí)且昂貴的，因此本研究的結(jié)果不會(huì)立即變成診斷工具。但吉拉德說，隨著研究人員更多地了解這些“流星”基因表達(dá)的差異意味著什么，他們可能能夠發(fā)現(xiàn)它們?cè)诔墒旖M織中留下的最終遺傳特征。這樣，例如，如果他們?cè)诨蚪M中看到某種模式，他們可能知道這意味著在特定細(xì)胞類型的某一天的發(fā)育中存在特定水平的表達(dá)。

“我們現(xiàn)在可以在另一個(gè)方面思考，”吉拉德宣稱。“我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了我們?nèi)绾蔚竭_(dá)這里的歷史，而不是采取人類并對(duì)您在您面前看到的所有內(nèi)容進(jìn)行抽樣，而且其中一些差異無法再被觀察到了。”