長久以來，生物學的教科書告知我們，哺乳動物的成熟紅細胞不存在細胞核，進而也不含有DNA。這一特性致使紅細胞能夠以更高的效率運輸氧氣，然而最近的研究對這一傳統(tǒng)的認知發(fā)起了挑戰(zhàn)，揭示出紅細胞更為復雜的生物學特性以及其在醫(yī)學診斷里的新潛力。

哺乳動物成熟紅細胞為什么通常被認為沒有DNA

造血干細胞在骨髓中發(fā)育成成熟紅細胞時，細胞會歷經(jīng)一系列深刻變化。成熟階段，紅細胞會將細胞核、線粒體、核糖體等細胞器排出。因DNA主要在細胞核和線粒體中，隨著這些結(jié)構(gòu)消失，成熟紅細胞不再有合成蛋白質(zhì)的“藍圖”與“工廠”，成為高度特化的、無核的氧運輸載體。此在進化方面出現(xiàn)的適應性別樣更改，致使其內(nèi)部的空間能夠被血紅蛋白充盈，進而將運氧的效率最大化，然而所付出的代價是失去了分裂以及自主修復的本事，其壽命一般僅有大約120天。

人類成熟紅細胞真的含有DNA嗎

2023年，有一項研究取得了突破性發(fā)現(xiàn)，這項研究是由南京大學、中國藥科大學以及北京協(xié)和醫(yī)院等機構(gòu)合作開展的。研究團隊運用改良的提取技術(shù)，首次在人類成熟紅細胞里明確檢測到了長片段的DNA。這些DNA片段長度能夠達到數(shù)千堿基對，而且覆蓋了人類染色體以及線粒體基因組的廣泛區(qū)域。關(guān)鍵證據(jù)在于，這些DNA能被穿過細胞膜的染料染色，這表明它們處于紅細胞內(nèi)部而非表面附著，并且通過嚴格的對照實驗排除了其他有核細胞污染的可能性。這徹底改變了我們對這一終末分化細胞的認知。

紅細胞DNA研究對疾病診斷有什么價值

這項發(fā)現(xiàn)意義遠超基礎生物學，研究進一步有發(fā)現(xiàn)，健康人、肺部良性結(jié)節(jié)患者及肺癌患者的紅細胞DNA，于拷貝數(shù)變化等特征方面存在顯著差異，更具啟發(fā)的是，實驗中共培養(yǎng)時，紅細胞能從肺癌細胞中直接獲取帶有特定突變的DNA片段，因紅細胞壽命長達數(shù)月，它們或許如漫長時期的“體內(nèi)記錄員”，比血液中游離DNA（cfDNA）更穩(wěn)定地攜帶者腫瘤分子印記，這為癌癥早期無創(chuàng)篩查與診斷，開辟出全新液體活檢路徑。

從猛犸象到AI：DNA技術(shù)的進步與應用

對遺傳物質(zhì)的領會以及運用本事，正順著技術(shù)進步迅猛發(fā)展，不管是勾勒已滅絕猛犸象的完備基因組，還是剖析單個紅細胞內(nèi)的少量DNA，都離不開強大的基因測序以及數(shù)據(jù)分析能力。碰巧的是，就在今日，科技新聞的頭條被諸多巨頭競相投入數(shù)千億美元構(gòu)建AI基礎設施的競賽所占據(jù)。這些投入所推動的計算革命，正是處置海量基因組數(shù)據(jù)、達成精準醫(yī)療的底層支持。自古生物復活，盡管科學方面存在著一定的時限，這樣的幻想開始以來，直至如今實實在在呈現(xiàn)出的疾病早期診斷情況，DNA研究的邊界此刻正持續(xù)不斷地被拓寬著。

順著先前傳統(tǒng)認知里的“無DNA細胞”，轉(zhuǎn)而變成潛在的“疾病信息攜帶者”，你針對紅細胞這個全新角色的理解究竟是怎樣的呢？你覺得這類生物基礎研究方面的突破，在往后十年的時間范圍里有沒有可能會以若干種形式去改變我們一貫所采用的健康管理方式呢？歡迎你把自己心里的看法分享出來。