第 1 节 胚胎发育之谜（第1页）

生物学发展到现在，凡是能够被大规模复制的东西都已经研究得差不多了，比如新陈代谢、遗传信息传递和蛋白质合成等等都是如此。这些事件虽然发生在细胞里，但科学家们可以复制出一大批相同的细胞，让它们做同样的事情，这就相当于把细胞尺度的事件放大到了肉眼可见的水平，研究起来就容易多了。

这套方法在研究胚胎发育时遇到了困难。众所周知，所有动物都是由一个小小的受精卵发育而成的，当这个受精卵通过细胞分裂一分为二时，生成的两个子细胞内部发生了极其微小的差异，导致它们分别走上了不同的道路。这样的事情一而再再而三地发生，这才分化出不同的组织和器官，最终组合成一个全新的生命。

换句话说，动物胚胎中的每一个细胞都是不同的，很难通过大规模复制的办法来研究发育的过程，所以这个领域至今进展缓慢，被公认为是自然界最难解的谜题之一。

一提到细胞的不同功能，很多人都会首先想到 DNA。如果把细胞看成是一个车间的话，那么 DNA 就相当于一本很厚的工作手册，指导细胞做不同的事情。问题在于，同一个胚胎里的所有细胞都来自同一个受精卵，其 DNA 顺序都是一样的，这些细胞之所以走上不同的道路，不是因为 DNA 本身有所不同，而是 DNA 的解读方式出现了差异。控制 DNA 解读方式的是一种名叫转录因子的蛋白质，它们就像是一个个书签，插在 DNA 这本厚书的不同位置上。胚胎细胞之所以各不相同，原因就是每个细胞里的 DNA 书签位置不同。这就好比不同的生产车间完全可以使用同一本工作手册，只要每个车间翻到的页码不同就可以了。

转录因子本身不太好研究，但它起作用的时候会产生出相应的 RNA，指导细胞合成出不同的蛋白质，从而行使不同的功能。RNA 的研究手段要比蛋白质丰富得多，因此一直有人试图通过研究不同细胞里的 RNA 来解开胚胎发育之谜。

这个思路吸引了很多科学家的关注，大家合力攻关，终于在 2018 年有了突破性进展。先是有人开发出了一种技术，能够把胚胎中的每一个细胞都原封不动地分离出来。之后又有人发明了单细胞 RNA 测序技术（Single-cell RNA-seq），可以大规模地对单个细胞内的 RNA 进行测序分析。有家研究所运用这两项技术，一次性地得到了 8000 个果蝇胚胎细胞的 RNA 序列，另一家研究所则同时测量了 5 万个线虫胚
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