北京
研究人員重建了血細胞長達7億年的演化史，揭示我們體內如今的分化路徑直接映射了這些細胞在漫長歲月中的演化過程。
日本京都大學的一項新研究表明，在我們體內流淌的血液其實是一份遠古的饋贈。
科學家通過追蹤跨物種的基因藍圖，重建了一棵巨大的、長達7億年的血細胞家族樹。最驚人的發現是什么？當今我們骨髓中細胞成熟的方式，與它們數百萬年前從單細胞祖先演化而來的路徑完全一致。
為了揭示這一點，研究團隊設計了一種新的分析方法，用以比較不同動物譜系以及單細胞生物之間的基因表達譜。他們想要知道，血細胞究竟起源于何時，又是如何分支出我們如今賴以生存的那些專門化的防御細胞的。
答案就寫在我們的DNA里。
遠古的基因遺傳
研究團隊追蹤了一個名為FOS的特定基因——該基因普遍存在于現代血細胞中——一路追溯至7億年前生活的一種單細胞生物。
這一時間線恰好與多細胞動物的黎明期相吻合。當那些古老的單細胞生物開始聚集形成最初的動物時，它們并非從零開始，而是重新利用了舊的遺傳物質，創造出了最早的血細胞。
在人類所有的血細胞中，巨噬細胞與那些古老單細胞祖先最為相似。巨噬細胞是吞噬碎片和病原體的清道夫。這充分表明，地球上最早的血細胞本質上就是類似巨噬細胞的“偵察兵”。
從那以后，演化開始施展其創造力。
利用他們新開發的圖譜繪制技術，科學家觀察到這棵家族樹在深遠時間中的分叉過程。首先，肥大細胞從早期的巨噬細胞中分支出來。隨后，這些肥大細胞再次分裂，產生了紅細胞和原型T細胞。與此同時，原型B細胞則從巨噬細胞譜系中獨立分化出來。
我們身體每次制造新的血細胞時，都是在倒撥時鐘，重演這趟史詩般的、歷時7億年的旅程。
“這些發現讓我深受觸動，它們代表了我們工作的結晶，說明脊椎動物血細胞的分化途徑反映了這些細胞7億年的演化史。”研究團隊負責人河本宏說道。
第一作者、現任職于西班牙演化生物學研究所的長畑洋佑也表示贊同：“當我慢慢體會到，這份來自如此久遠時代的遺產正作為血細胞在我體內循環時，我感覺自己與遠古祖先的距離更近了。”
抗擊疾病的基因藍圖
這項研究揭示，我們體內循環的血液細胞和免疫細胞，本質上是遠古單細胞祖先遺傳給我們的基因遺產的成功延續，至今仍充滿生機。
有意思的是，這種新開發的方法有望在醫學研究中發揮作用，用以追溯癌癥等復雜疾病的演化起源。
研究人員希望，通過演化這面透鏡來揭示這些疾病如何發展，能夠更深入地理解其背后的細胞機制。
這些洞見預計將為創新、更有效的治療方法和治療策略鋪平道路。
該研究成果于5月25日發表在《美國國家科學院院刊》上。
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