人体是由数百种细胞组成的，包括肌肉细胞、脂肪细胞、神经细胞等。它们分工明确，勤勤恳恳地完成自己的工作。不过别忘了，这些细胞都是从单个原始细胞开始的。未分化的原始细胞如何选择它们的*终命运？这个问题多年来一直困扰着生物学家。

如今，美国哈佛医学院、瑞典卡罗林斯卡医学院以及奥地利维也纳医科大学等机构的研究人员发现了细胞选择背后的分子逻辑，这些线索可以告知它们的命运。这项成果于上周五发表在《Science》杂志上，表明细胞在成熟的道路上面临一系列的分叉口。

通讯作者、哈佛医学院的副教授Peter Kharchenko表示：“一个祖细胞可以成为任何细胞，但这种选择是如何实现的？这项研究尝试定义了细胞选择背后的分子逻辑。我们认为这些结果可帮助我们了解细胞如何决定自己的命运，以及细胞在分化过程中可能出现的问题。”

这项研究是在神经嵴细胞（neural crest cells）上开展的。结果表明，细胞的命运决定分三个阶段进行：竞争性遗传程序的激活，逐渐偏向其中一个程序，以及*终的细胞定型（cell commitment）。

研究人员强调称，此处的研究结果仅仅与神经嵴细胞有关，不过可采用同样的方法来探索其他组织的细胞分化。他们补充说，目前还不清楚其他组织、器官和生物体是否遵循类似的细胞分化机制。

他们称，除了揭示生物学中的一个基本问题，这项研究还能够帮助人们了解干细胞的哪个方面出了错，导致细胞“走错路”，变成恶性细胞。此外，它也为培养治疗用的人工神经组织提供了新技术。

细胞站在十字路口

在这项研究中，研究人员追踪了来自小鼠神经嵴组织的原始细胞的轨迹。这些祖细胞来源于外胚层，产生了多种细胞，包括大脑、脊髓及身体其他部位的神经细胞、色素生成细胞，以及骨骼、软骨和平滑肌的细胞。

研究人员采用单细胞测序技术，追溯了这些原始细胞在分化时的决策。他们以决策树（decision-making tree）的形式绘制了细胞轨迹，并在图上标出了一系列分叉。为了确定细胞如何定型，他们追踪了单个细胞中RNA变化的速度。当细胞开始执行基因的命令并发生转变时，RNA也开始发生变化。随着遗传程序的激活或沉默，RNA生成的速率也相应地发生变化。