可扩展、多通路记录数周基因调控动态的系统

2026 年 3 月 22 日北京时间上午 9:00–10:30，Biolà 举办第 21 期 Bioneer 一作论坛，邀请密歇根大学博士候选人 Yixiao Yan 进行分享。本场活动使用英文。围绕“用于长期基因调控动态的细胞磁带记录器”，她介绍了以共同第一作者身份完成、于 2026 年发表于 Nature 的研究《可扩展、多通路记录数周基因调控动态的系统》。

基因表达由相互作用的调控网络动态控制，但传统方法往往只能捕捉这些过程的某个瞬间。Yixiao Yan 及其合作者开发了 CytoTape：一种基因编码、模块化的细胞内蛋白“磁带记录器”，可在长达三周的时间里连续记录同一细胞内的多种基因调控活动，同时保持单细胞与分钟级分辨率。

CytoTape 基于一种柔性线状蛋白组装体，通过计算辅助的理性设计构建。研究者在多种哺乳动物细胞类型中验证该系统，使其能够同时记录多种转录因子和基因表达活动。这些记录揭示不同转录轨迹与既往细胞状态及信号整合之间的联系，也呈现了单细胞内即刻早期基因之间复杂的时间关系。

作者进一步将平台扩展为 CytoTape-vivo，实现直接在活体大脑中长期记录基因表达历史。在小鼠中，该系统能够记录多脑区多达 14,123 个神经元内由多西环素和即刻早期基因启动子驱动的活动，为重建持续数周的体内分子历史提供可扩展的方法。总体而言，CytoTape 工具包为研究传统终点测量难以解析的动态细胞过程提供了全新框架。

衷心感谢 Yixiao Yan 与 Biolà 社区分享 CytoTape 的开发过程和科学构想，并讨论工程化细胞内记录系统如何让长时间尺度的基因调控动态变得可实验测量。

文献：Zheng, L., Shi, D., Yan, Y.*, Zhou, B., Lim, J., Hou, Y., An, B., Adhinarta, J. K., Lin, M., Ko, B., Joesten, W. C., Gautam, M., Huez, E. D. M., Kim, E. C., Klyder, E. G., Chang, B., Pitchiaya, S., Roberts, M. T., Cai, D. J., … Linghu, C. (2026). Scalable and multiplexed recorders of gene regulation dynamics across weeks. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10156-9