Z jednoho myšího embrya složili vědci rodokmen 1,28 milionu buněk zapsaný v jejich DNA

Úplný rodokmen buněk má v biologii jediný živočich: háďátko Caenorhabditis elegans. John Sulston a jeho kolegové ho na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let překreslili pod mikroskopem dělení po dělení, protože je to zvíře průhledné, drobné a vyvíjí se pokaždé stejně. Myš není ani jedno z toho. Tým z University of Washington a Dartmouth College proto nechal myší embryo, aby si pořadí vlastních dělení zapsalo samo do DNA. Výsledek vyšel 8. října 2026 v Science: rodokmen 1,28 milionu buněk jediného embrya, u kterých autoři znají i to, čím se každá z nich stala.

Psací stroj, který nikdy nepřepisuje už napsané

Metoda se jmenuje DNA Typewriter a Jay Shendure ji s Junhongem Choiem popsal v roce 2022 v Nature. Do genomu se vloží úsek nazvaný TAPE, tedy řada stejných krátkých článků za sebou. Prime editing, úprava DNA, která obě vlákna nepřestřihne a místo toho krátký úsek přepíše podle předlohy v navádějící RNA, do něj vkládá náhodně volené značky. Zapisovat se přitom dá vždy jen do prvního prázdného článku: teprve zápis do něj odemkne ten následující.

Z toho plyne celý trik. Pořadí značek na pásce odpovídá pořadí, v jakém vznikly, a každá buňka si celou pásku nese dál do svých potomků. Dvě buňky, které mají začátek pásky stejný a dál se rozcházejí, tedy měly společného předka přesně v místě, kde se zápisy rozešly.

Starší způsoby značkování DNA stříhaly, a to má podle autorů tři následky: řezy po sobě nechávají jizvy, zásoba volných míst se vyčerpá rychle a značky vznikají bez pořadí, takže se časová osa musí dohadovat až dodatečně. Haedong Kim, jeden z prvních autorů, to v tiskové zprávě univerzity shrnul přirovnáním k psacímu stroji, který píše do DNA buňky místo na papír a nikdy nepřepíše, co už napsal.

Sto vajíček, deset embryí, jedno použitelné

Do oplozených myších vajíček se mikroinjekcí vpravily tři součásti: prime editor, navádějící RNA a samotná páska. Autoři to zkusili u sta vajíček a získali z nich deset embryí. Zápis se nejlépe rozběhl v embryu číslo 3 a na něm stojí celý rozbor.

Nahrávalo se 13,5 dne, tedy od oplození do pozdní organogeneze, kdy už má embryo založené orgány. Myš je březí 19 až 21 dní, takže záznam pokrývá zhruba dvě třetiny vývoje. Čtení je jednorázové a destruktivní: embryo se rozebere na jednotlivá buněčná jádra a z každého se naráz přečte přepis genů i stav pásky. Každý list rodokmenu proto nese dvě věci najednou – kde v rodině sedí a jakým typem buňky se stal.

První dělení je v záznamu vidět

Hned první dělení oplozeného vajíčka zanechalo značku, podle které jde skoro každou profilovanou buňku přiřadit k jedné ze dvou prvních dceřiných buněk. Jedna z nich zanechala víc potomků než druhá, ale typy buněk z nich vzešly v téměř stejném poměru. Autoři proto obě poloviny používají jako vzájemnou kontrolu: co platí v jedné, musí vyjít i v druhé.

Z dalších výsledků: během gastrulace, kdy se zakládají zárodečné listy, převezme nepoměrně velký podíl embrya jen malá skupina buněk. Sourozenecké buňky mají týž typ mnohem častěji, než by odpovídalo náhodě. A ze samotného výskytu příbuzných buněk vedle sebe, bez ohledu na to, co které zapnuly za geny, vyšla datovaná posloupnost, v jaké se jednotlivé typy buněk oddělovaly. Krevní buňky a sítnice se podle ní vydaly vlastní cestou brzy, vnější vrstva kůže znatelně později.

Jeden jedinec, jediný okamžik

Strom popisuje jedno embryo v jediném čase a podle červencové verze práce zahrnuje asi desetinu jeho buněk. Co se stalo v ostatních, se z něj vyčíst nedá, a protože se čte jen jednou a zvíře to nepřežije, nejde ani sledovat, jak by tytéž buňky pokračovaly dál.

Obě verze práce se liší i v počtu: preprint vyvěšený 30. července 2026 uvádí strom o 1 340 794 buňkách, vydaná verze mluví o 1,28 milionu. Data autoři zveřejnili spolu s prohlížečem NextCell, ve kterém se dá stromem procházet; kód k rozborům leží na GitHubu.

Práci vedli Jay Shendure z University of Washington a Chengxiang Qiu z Dartmouth College, platilo ji mimo jiné Seattle Hub for Synthetic Biology a americké NIH. Univerzita má na DNA Typewriter podanou patentovou přihlášku, ve které jsou Shendure a Choi uvedeni jako vynálezci.

Zdroje: Science, 8. října 2026, tisková zpráva UW Medicine, preprint na bioRxiv a původní popis metody v Nature (2022).