近(26)日，3項里程碑研究成果分別發表3篇《Science》論文，共同講述史上最全面的脊椎動物胚胎發育內在基因活動快照。

巴塞爾大學(University of Basel)生物研究中心(Biozentrum)主任Alexander F. Schier團隊利用單個胚胎細胞，研究了心臟、神經和血細胞的發育過程。他們是世界上率先具備成功重建單個胚胎細胞發育軌跡的實驗室之一，這篇內含約40,000個細胞成長記錄的研究結果發表於《Science》[1]。

哈佛醫學院(Harvard Medical School, HMS)系統生物學助理教授、其中兩篇文章的通訊作者Allon Klein分別與HMS系統生物學教授Marc Kirschner團隊和助理教授Sean G. Megason團隊合作，用單細胞定序技術分別繪製了非洲爪蛙(Xenopus tropicalis)[2]和斑馬魚(zebrafish)[3]從受精卵到完整胚胎的基因表達圖譜。

Sean Megason表示，「理解一個有機體如何產生，需要知道哪些基因被打開或關閉，這些決定細胞命運的安排，在靜態的基因體序列中是看不出來的。」

「先進的技術方法使我們系統地、定量地解決這個問題。」

為了繪製胚胎發育過程中每一個細胞的譜系，連同指示新細胞狀態的基因表達事件的精確序列，研究團隊開發了包括人工DNA條碼追蹤「TracerSeq」在內的一系列新型實驗和計算技術。

Allon Klein等人採用HMS開發的InDrops單細胞定序技術，為每個胚胎細胞捕獲一次基因表達資料，超過24個小時記錄時間內多個採樣時間點，共計檢測了超過200,000個細胞。

Klein和Megason分析比較了92,000個來自7個不同胚胎階段的斑馬魚細胞，從4小時胚胎到基本器官開始顯現的受精後24小時。每個細胞的基因活動模式揭示了它的發展方向和最終身份。

Klein和Kirschner對非洲爪蛙受精卵受精後5小時至22小時期間的10個胚胎階段的137,000個細胞進行了單細胞RNA定序...