研究人员利用名为DNA Typewriter的遗传记录系统，重建了一个小鼠胚胎中128万个细胞的祖先关系。《科学日报》于10月13日报道这项研究，论文已于2026年10月8日发表于《科学》。据华盛顿大学医学院介绍，记录从受精卵第一次分裂开始，一直延伸到胚胎发育第13.5天，此时身体及其器官已经形成基本形态。这段记录覆盖了从最早的细胞分裂到较晚器官形成阶段的连续发育时期。这使研究人员能够把细胞现在的状态与较早的发育过程联系起来。
研究由位于西雅图的华盛顿大学的杰伊·申杜尔和达特茅斯学院的邱成祥共同领导。哺乳动物胚胎在母体内生长，研究人员很难长时间直接观察其中的变化。因此，团队采用另一种途径：利用能够传给后代细胞的DNA标记，在发育之后重建细胞之间的亲缘关系，也就是确定它们来自哪些先前存在的细胞。根据研究人员的说明，这些遗传记录提供了追查细胞来源的依据，让难以直接观察的发育历史变得可以研究。
团队把经过重新设计的记录序列放入小鼠的受精卵。DNA Typewriter会依次增加标记，后代细胞继承这些标记，研究人员再读取它们保存的信息，研究人员由此能够从遗传记录中识别共同祖先。论文描述的是一棵经过时间校准的细胞家族树，将不同细胞的身份与其发育经历联系起来。这种方法是在细胞发育之后读取这些遗传记录，并按照保存下来的信息重建彼此之间的关系，并不是对胚胎进行不间断拍摄所得的影片。
华盛顿大学医学院表示，团队对100个受精卵尝试了记录，最终得到10个胚胎用于检查。详细分析集中在编号为三的胚胎，因为它的记录系统处于活跃状态，留下的历史信息最丰富。因此，这些结果呈现的是对单个胚胎的细致重建，并不能证明该方法在每只小鼠身上都有同样好的表现，也不能把这一次详细分析当作所有小鼠胚胎都获得同等完整记录的证据。判断这项技术的适用范围时，需要保留这一实验限制。
据团队介绍，最初的两个细胞中，一个产生了更多后代，但两者产生不同细胞类型的比例几乎相同。后代总数量上的差异，与它们各自对多种细胞类型的贡献比例，是两个不同的观察结果。血液细胞和视网膜细胞相对较早地确定了自身身份，皮肤外层细胞则较晚才走向专门化。这意味着不同细胞类型并不是同时完成身份确定，而是遵循各自的发育时间表。大学表示，这些时间差与此前关于胚胎发育的研究结果一致。
研究人员认为，这项技术有望帮助探索器官如何形成，以及先天畸形或癌症中的发育过程如何出现问题。霍华德·休斯医学研究所也将遗传记录描述为研究无法直接观察的过程的一种方法。不过，这些属于未来研究的可能用途：本次小鼠实验并未建立适用于人类的治疗方法，也没有证明临床获益，因此不能将这种潜在用途理解为已经在患者身上取得的疗效。对细胞历史的重建是一项研究工具，其潜在医学用途仍应与已经完成的实验结果区分。
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