科学家开发新方法 能预测单个细胞在未来几小时内的状态

科学日报，华盛顿，8月8日(记者刘海英)——来自哈佛医学院和瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员在8日发表在《自然》杂志上的一篇研究论文中说，他们已经开发出一种新的方法，可以通过细胞内信使核糖核酸(信使核糖核酸)的状态来监测细胞决策和预测未来几个小时的细胞状态。

细胞作为人体的基本结构和功能单位，是人体器官功能的决定性因素。深入研究细胞是改变生命和战胜疾病的关键。核糖核酸丰度是描述单个细胞状态的重要指标。随着技术的进步，科学家已经能够通过单细胞核糖核酸测序揭示核糖核酸的丰度并分析单个细胞。然而，这种方法只能捕获特定时间点细胞活动的“静态快照”，这很难分析随时间变化的生理过程，如胚胎形成和组织再生。哈佛医学院和卡罗林斯卡医学院发布的研究成果可以将细胞活动的“静态快照”转化为“动态短片”，让科学家通过分析了解细胞的动态发展路径。

这种新方法实际上是一种数学模型。在该模型中，使用核糖核酸作为预测因子，通过在普通单细胞核糖核酸测序中区分未切割和未切割的核糖核酸来估计核糖核酸速度，即基因表达状态随时间的变化，从而预测未来几个小时内单细胞的状态。有了这个模型，科学家可以监控细胞的决策行为并预测其发展方向。为了验证模型的准确性，研究人员进行了一系列实验。测试结果表明，该模型非常准确，预测结果与实际细胞发育完全一致。

监测细胞的决策行为并预测其未来发展路径，将有助于科学家更好地分析复杂组织和器官中的细胞功能，监测器官发育，深入了解器官在细胞水平对特定药物或治疗的反应，对人类疾病研究具有重要意义。

该研究论文的合著者、卡罗林斯卡医学院分子系统生物学教授斯坦·林纳尔·宋(Stan Lingnall Song)表示，这种新方法不仅有助于揭示大脑的正常发育过程，还为深入了解精神分裂症和自闭症等人类大脑发育障碍提供了线索，这些障碍让人们格外兴奋。