無論是簡單如蠕蟲，還是複雜如人類，所有的多細胞生物都有一個共同點——它們都從一個細胞發育而來。
稍微了解生物發育的人都知道，從受精卵到胚胎的發育過程堪稱奇蹟。它需要細胞不斷進行分裂，從一到二，從二到四，從四到八……
非洲爪蟾的胚胎發育過程（圖片來源：《科學》）
每一個新生成的細胞，都要在正確的時間，出現在正確的位置；每一個新生成的細胞，都要和自己的鄰居緊密合作，執行精準的生理功能。
有人說，這是自然界最為精彩的一幕。但人類經過了幾十年的探索，對胚胎發育的了解依然有限。
而哈佛大學與哈佛醫學院的科研人員徹底改變了我們的認知。最近，他們的研究在線刊登在了《科學》雜誌上。
不是一篇，而是三篇！
《科學》一下子發表了3篇研究（圖片來源：《科學》）
這三篇研究都用到了一個關鍵的技術——單細胞測序。
我們知道，每一個細胞裡都含有生物完整的基因組。但它們只會從中挑出一些關鍵基因來實現自己的功能。這有點像一座大樓的建造藍圖只有一張，但不同的建築工人在建造不同的區域時，查詢的是藍圖的不同部分。
常規的測序技術會把遺傳信息一鍋端，無法從雜亂無章的測序結果中找到洞見。
單細胞測序技術中用到的細胞分離手段（圖片來源：《科學》）
而單細胞技術可以分離出單個細胞，對其中的遺傳信息進行分析，知道哪些基因被開啟，哪些基因被關閉。這就好像挨個詢問建築工人，而他們向你匯報自己的工作任務一般。
在非洲爪蟾和斑馬魚這兩大重要的實驗動物裡，研究人員們從遺傳角度，繪製出了它們的胚胎發育圖譜。而每一個胚胎細胞裡的基因表達情況，都指向了它們的發育方向。
我們能看到每一個細胞的發育方向（圖片來源：《科學》）
解析度達到單細胞級的研究，直接顛覆了我們的一些固有認知。譬如在過去，科學家們認為只要一個細胞認準了一條發育道路，就會耿直地走到底。但這幾項研究表明，結果並非如此。一些細胞在發育過程中，基因活性會發生突然的改變，讓這些細胞發育成其他的類型。
「（生物發育的）畫卷比我們過去設想的要複雜得多。」一名研究負責人說道。
這充分體現了該結果的重要性。事實上，一些發育學家指出，單細胞裡的基因表達情況，甚至可以作為「基因配方」，告訴我們只要激活哪些基因，就能發育成特定的細胞。這一前所未有的工具，對於生物學科研有著極大的重要性。
「過去我們只能看見群星，如今我們卻已能仰望整片宇宙。」另一名研究負責人評論道。
參考資料：
[1] From One， Many
[2] Chronicling embryos， cell by cell， gene by gene
[3] The dynamics of gene expression in vertebrate embryogenesis at single-cell resolution
[4] Single-cell mapping of gene expression landscapes and lineage in the zebrafish embryo
[5] Single-cell reconstruction of developmental trajectories during zebrafish embryogenesis
（原標題：Science重磅：人類首次看到了胚胎發育的「高清」過程）