细胞图谱---人类的早起基因与起因

4月13日，顶级学术期刊《自然》上发表了一项生命科学领域的新成果，是关于猕猴的细胞图谱。研究人员对成年猕猴身上45个器官里的114万个细胞进行了测序，把它们分成了113种主要类型和463种亚型，并绘制出了一张详细的细胞图谱。

这项研究由深圳华大生命科学研究院主导，整个测序过程是在华大自主研发的测序平台上完成的。用华大集团CEO尹烨的话说，这张图谱，相当于“给猕猴编了一本字典”，你可以“看到”它的每个器官里有哪些细胞，可以看到每个细胞的分子特征，也可以看到细胞之间彼此协作的机理。

消息就是这样，我们来看看能学到什么知识。科学家为什么要劳神费力，去给猕猴测细胞图谱呢？你知道，早在2003年，科学家就完成了“人类基因组计划”，绘制出了人类基因组图谱，并且在后来发展出了基因编辑等技术。虽然人类对基因的了解突飞猛进，但是，人类对携带基因的基本生物结构——细胞的了解，却还不够。

你知道，一个成年人体内有37万亿个细胞，每个细胞都包含全部的基因，细胞中的DNA序列是一致的。但是，不同细胞对基因的表达却完全不同。这就导致，科学家虽然能够发现某个基因突变会带来人体的变化，但不知道它具体是怎么发生作用的。举个例子。科学家发现，某一个DNA变异之后，人就变成了“早起鸟”，每天起床特别早。但是，科学家不知道为什么这个DNA变异会让人早起。

如果有了能够精确描述每种细胞特征的细胞图谱，科学家就能够搜索发现，这个DNA变异是导致了人类视网膜的一个细胞亚群发生了变化。这是一种能够感光的细胞，微弱的光线就能把它唤醒，所以人才特别容易早起。知道了这一点，“早起鸟”想多睡儿也特别简单，换个厚实的窗帘、睡觉前把它拉严实点就行了。

所以，在有了人类基因组图谱之后，科学家就开始进一步着手绘制细胞图谱。十年前，科学家们只能把人体细胞粗略地分成300种。最近几年，科学家对不同的人体器官以及小鼠等动物做细胞测序，向着“解码所有细胞”的终极目标前进。这张猕猴全身器官细胞图谱，就是最新成果，也是科学家第一次绘制出100万以上量级的细胞图谱。猕猴和人类的基因组差异只有5%左右，这张图谱可以作为医学上的重要参考。

比如，可以大大缩短药物研发时间。一般的药物研发周期动辄十年以上，而通过这个细胞图谱，研究人员就可以选定靶向细胞，去测试它们对这些药物的反应，快速选出几种有效的药物，再进行动物试验，从而大大缩短大规模药物筛选的时间。

再比如，有利于传染性病毒的防控。我们知道，新冠病毒主要感染呼吸道和肺，不过，如果去看细胞图谱，可以发现，肾脏、肝脏、胆囊的细胞，也表达出了新冠病毒的受体，所以医生在检查确诊患者肺部情况的时候，可能也会同步检查肾脏、肝脏和胆囊。

其他病毒也都是一样，基于这张图谱，科学家构建了126种病毒的数据库，列出了容易感染这些病毒的细胞类型。这就像一本“病毒字典”，可以快速查询病毒最有可能侵染的细胞类型，看到这些细胞类型可能分布的器官，帮助医生做临床诊疗。

2017年，细胞图谱被《麻省理工科技评论》列为十大技术突破之一，当时预测的技术成熟期是5年。5年过去了，测序成本已经大大降低。相信很快，科学界就会捧出一张“人类细胞全景图”。