在一項新的研究中，來(lái)自英國劍橋大學(xué)和歐洲分子生物學(xué)室驗室-歐洲生物信息研究所（EMBL-EBI）的研究人員通過(guò)分析早期胚胎的基因“特征”，證實(shí)小鼠發(fā)育在早至懷孕后第二天---那時(shí)僅僅是4個(gè)細胞的大小---就開(kāi)始成形。盡管這種兩天大的胚胎中的4個(gè)細胞似乎是完全相同的，但是它們已經(jīng)開(kāi)始表現出細微差別。相關(guān)研究結果發(fā)表在2016年3月24日那期Cell期刊上，論文標題為“HeterogeneityinOct4andSox2TargetsBiasesCellFatein4-CellMouseEmbryos”。

　　一旦卵子被精子受精，它就進(jìn)行多次分裂，變成大的自由漂浮的干細胞球。首先，這些干細胞是“全能性的（totipotent）”，即干細胞能夠分裂和生長(cháng)，并且產(chǎn)生為整個(gè)身體內任何一種細胞以及將這種胚胎附著(zhù)到母體子宮中的胎盤(pán)。這些干細胞然后變成“多能性（pluripotent）”狀態(tài)：它們只限于產(chǎn)生整個(gè)身體內任何一種細胞，但是不能產(chǎn)生胎盤(pán)。然而，干細胞在發(fā)育期間哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)上開(kāi)始表現出偏好變成一種特定類(lèi)型細胞仍是未知的。

　　如今，在一項新的研究中，研究人員提出早在4細胞胚胎階段，這4個(gè)細胞確實(shí)是不同的。

　　研究人員利用最新的測序技術(shù)模擬小鼠胚胎發(fā)育，在單細胞水平研究單個(gè)基因的活性。他們證實(shí)在這4個(gè)細胞中的每一個(gè)都一些基因存在不同的表現。特別是，一種被稱(chēng)作Sox21的基因活性在這些細胞之間表現出最大的差異；這個(gè)基因形成這種“多能性網(wǎng)絡(luò )”的一部分。他們發(fā)現當降低這種基因的活性時(shí)，一種指導細胞產(chǎn)生胎盤(pán)的主控調節因子Oct4的活性增加了。

　　劍橋大學(xué)生理學(xué)、發(fā)育和神經(jīng)科學(xué)系教授MagdalenaZernicka-Goetz說(shuō)，“我們知道當精子讓卵子受精時(shí)，生命就開(kāi)始了，不過(guò)我們感興趣的是決定我們未來(lái)發(fā)育的重要抉擇何時(shí)發(fā)生。如今，我們知道即便早在4細胞胚胎階段---受精后僅兩天---時(shí)，這種胚胎正受到一種特定指令的指導，因而它的細胞不再是相同的。”

　　來(lái)自EMBL-EBI的JohnMarioni博士補充道，“我們能夠利用強大的測序工具加深我們對單個(gè)細胞中促進(jìn)發(fā)育的分子機制的理解。由于這些高分辨率技術(shù)，我們如今能夠觀(guān)察到指示早期胚胎細胞發(fā)育方向的遺傳和表觀(guān)遺傳特征。”