科学家研发‘细胞时间机器’：可连续记录脑细胞基因活动21天
（图片来自网络）
细胞中的基因活动如交响乐，每种基因的演奏时间和模式各不相同。若仅观察某一瞬间，科学家难以全面理解细胞功能？美国密歇根大学令狐昌洋教授团队开发出“细胞磁带（CytoTape）”，作为一种基因编码的柔性蛋白质“磁带”，可大规模、长时程地观察细胞活动，如同记录树木年轮般捕捉细胞活动细节。
值得关注的是，CytoTape能够在固定后的细胞和组织中，回溯过去的细胞活动历史。研究人员在小鼠活体神经细胞内成功连续记录了21天，并记录了小脑中14,123个神经元的基因表达历史，且该过程未改变细胞和脑组织的正常生理功能。这项研究为理解基因调控、大脑功能和疾病机制打开新观测之门，并有望拓展至癌症和发育生物学等领域。
北京时间1月27日，相关论文以《规模化、多通道、长达数周的基因调控动态记录器》为题发表在《Nature》，密歇根大学博士后时冬青、郑力荣和博士生Yixiao Yan是共同第一作者，令狐昌洋教授担任通讯作者。
研究团队从年轮记录机制汲取灵感，提出基因编码的柔性蛋白质“磁带”设计，解决此前精度与规模难以兼得的难题，实现单细胞精度与规模化记录的统一。他们通过蛋白质工程研发出特殊蛋白质结构，能在活细胞内稳定组装，并利用不同颜色标签记录多种基因信号，验证了多通道长时程记录能力。
未来，研究团队计划借助人工智能技术拓展可记录的基因数量，进一步解码大脑细胞集群的协作机制，为理解学习、记忆、认知等功能及疾病机制提供新方法，并推动生物技术开发领域的合作。
（声明：该内容经AI精编）
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