中国科学院广州生物医药与健康研究院彭广敦研究团队近日在《细胞报告》（Cell Reports）上发表研究成果，宣布成功开发出一种名为DuTracer的新型单细胞谱系示踪技术。该技术巧妙地结合了CRISPR-Cas9和Cas12a两种基因编辑工具，显著提升了细胞谱系追踪的精度和深度，为深入研究胚胎发育、器官再生以及疾病机制开辟了新的途径。
细胞谱系示踪技术在生物学中扮演着“细胞家族树”的角色，旨在追踪细胞从起源到最终分化的完整历程。然而，传统方法常常因信息记录不完整而受限。虽然基于CRISPR的基因编辑技术提高了分辨率，但多靶点大片段删除的问题一直难以解决，这如同在记录家族历史时丢失关键的代际信息。
DuTracer技术的创新之处在于同时运用Cas9和Cas12a两种核酸酶，并通过精确控制它们的激活时间，有效避免了多靶点同时编辑可能引发的干扰。实验结果表明，该技术在小鼠胚胎干细胞和类器官模型中，能够降低90%以上的有害删除事件，并记录更深层级的细胞分裂，从而更精确地还原细胞的分化路径。
为了验证DuTracer的性能，研究团队在HEK293T细胞和小鼠胚胎类器官中进行了实验。结果显示，该技术能够清晰区分心脏细胞的不同起源（如第一心域和第二心域），并揭示神经中胚层前体细胞的分化偏好性。
DuTracer的问世为单细胞水平的谱系追踪设立了新的标准。这项技术不仅适用于胚胎发育研究，还有望在解析癌症转移、器官再生等复杂生物学过程中发挥重要作用。
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