すべての生物は独自の家系図を持っています。 そして、任意の家系図のように、生物の家系図は、それが完全で豊かに詳細であれば、より興味深いものです。 つまり、家系図の各メンバーは、いくつかの伝記情報とともに適切な場所に表示する必要があります。 例えば、マウスのような生物の場合、家系図のメンバーは個々の細胞であり、伝記情報は遺伝子発現プロファイルで構成されています。包括的な生物全体の家系図を組み立てることができれば、研究者は発達、老化、病気について多くのことを学ぶでしょう。

残念なことに、組織または生物の発達を追跡する家系図は、侵入細胞評価技術によって引き起こされる歪みのために、小グループの細胞に限定されているか、曖昧に疑わしいものにされています。

良いニュースは、一種のものとして役立つ新しい技術が開発されたということです。

ancestry.com 生物の細胞のために。 つまり、それは、転写シグネチャなどの詳細な分子読み出しと細胞祖先情報を結合することを約束しています。CRISPR Array Repair Lineage tracing（CARLIN）と呼ばれるこの技術は、Boston Children’s HospitalとDana-Farber Cancer Institute/Harvard Medical Schoolの幹細胞研究プログラムの科学者によって開発されました。 これは、胚の段階から成人期まで、体内のすべての細胞を追跡するために使用することができます。

“バーコード”技術とCRISPR遺伝子編集技術を使用すると、CARLINは異なる細胞タイプが出現し、それぞれがどの遺伝子をオンにしているかを識別できます。 詳細CARLIN生する雑誌は、細胞の記事”みする人工CRISPR-Cas9によるマウス線を同時に読み出しの系譜の歴史や遺伝子発現プロファイルを単一細胞”

“このモデルは、開発中または成人期の任意の時点で誘導可能な方法で最大44,000の転写バーコードを生成するためにCRISPR技術を利用し、シーケンシャルバーコードと互換性があり、完全に遺伝的に定義されている”と記事の著者は書いている。 “我々は、胎児の肝造血幹細胞（HSC）クローンの活性における固有のバイアスを識別し、傷害に対するHscの応答における以前に評価されていないクローンのボ”

“多くの発生生物学者が何十年にもわたって持っていた夢は、胚が発達するにつれて、または組織が構築されるように、細胞ごとに、すべての単一の細胞系統を再構築する方法である”とフェルナンド-カマルゴ、PhD、幹細胞研究プログラムの上級研究者であり、Sahand Hormoz、Phd、Dana-Farber Cancer Instituteの研究者であり、ハーバード大学医学部のシステム生物学の助教授との論文の共同上級著者は述べている。 “私たちは、その全体の開発に従うために、このマウスモデルを使用することができます。”

Camargo、Hormoz、およびそれぞれの研究室の共同最初の著者-Sarah Bowling、PhD、およびDuluxan Sritharan—は、CRISPR Array Repair Lineage tracing、またはCARLINと呼ばれる方法を使用してマウスモデルを作成しました。 このモデルは、親細胞が異なるタイプの娘細胞を作成する「家系図」である細胞系統と、時間の経過とともにすべての細胞でどの遺伝子がオンまたはオフになっているかを明らかにすることができます。

以前は、科学者たちは、染料や蛍光マーカーを使用してマウスの細胞の小さなグループを追跡することができました。 タグやバーコードも使用されていますが、以前のアプローチでは、異なる細胞タイプを単離するためのマーカーの事前知識が必要でした。 CRISPRの出現により、研究者は細胞を摂動させることなく細胞をバーコード化し、同時に何千もの細胞の系統に従うことができました。

誘導型のCRISPRを使用すると、研究者はマウスの寿命の任意の時点で最大44,000の異なる識別バーコードを作成することができます。 科学者たちは、単一細胞RNAシークエンシングと呼ばれる別の技術を使用してバーコードを読み取ることができ、各バーコードセルでオンになっている何千もの遺伝子に関する情報の収集を可能にします。 これは、順番に、セルの同一性と機能に関する情報を提供します。テストケースとして、研究者らは新しいシステムを使用して、胚発生中の血液発達の未知の側面を明らかにし、成体マウスの化学療法後の血液補充の動態しかし、研究者らは、彼らのシステムは、病気や老化の間の細胞系統樹の変化を理解するためにも使用できると信じています。

さらに、このシステムを使用して、病原体の暴露や栄養摂取などの環境刺激に対する応答を記録することができます。

“哺乳類組織の単細胞系統マップを作成できることは前例のないことです”と、Harvard Stem Cell InstituteのメンバーでもあるCamargo氏は述べています。 「発生生物学の研究への多くの応用に加えて、私たちのモデルは、生物が傷害や病気に反応するときに影響を受ける細胞の種類と階層に関する重要な洞察を提供するでしょう。”